EP1728988A1 - System and method for charging an engine - Google Patents
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- EP1728988A1 EP1728988A1 EP06300524A EP06300524A EP1728988A1 EP 1728988 A1 EP1728988 A1 EP 1728988A1 EP 06300524 A EP06300524 A EP 06300524A EP 06300524 A EP06300524 A EP 06300524A EP 1728988 A1 EP1728988 A1 EP 1728988A1
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- exhaust gas
- gas outlet
- engine
- section
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B17/00—Engines characterised by means for effecting stratification of charge in cylinders
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B33/00—Engines characterised by provision of pumps for charging or scavenging
- F02B33/32—Engines with pumps other than of reciprocating-piston type
- F02B33/42—Engines with pumps other than of reciprocating-piston type with driven apparatus for immediate conversion of combustion gas pressure into pressure of fresh charge, e.g. with cell-type pressure exchangers
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D9/00—Controlling engines by throttling air or fuel-and-air induction conduits or exhaust conduits
- F02D9/04—Controlling engines by throttling air or fuel-and-air induction conduits or exhaust conduits concerning exhaust conduits
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
- F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
- F02M26/34—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with compressors, turbines or the like in the recirculation passage
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- F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
- F02M26/40—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with timing means in the recirculation passage, e.g. cyclically operating valves or regenerators; with arrangements involving pressure pulsations
Definitions
- the invention relates to exhaust gas recirculation systems or EGR systems (Exhaust Gas Recirculation) associated with internal combustion engines in motor vehicles.
- EGR systems Exhaust Gas Recirculation
- Some EGR systems include a Pressure Wave Surge (PWS) compressor.
- PWS Pressure Wave Surge
- This compressor consists of a rotor comprising one or more channel layers.
- the rotor extends between the exhaust circuit and the intake circuit and is arranged so that during the rotation of the rotor, the channels are sequentially in communication with the exhaust circuit and the circuit. admission.
- the pressure difference between the two circuits causes a shock wave inside each channel of the rotor.
- the exhaust gas compresses the fresh gases and the mixture of air and exhaust gas is injected to the engine.
- the pressure wave compressor has the particularity that it provides both an engine boost function and a recirculation function of the exhaust gas.
- the rate of recycled gas must be precisely controlled.
- the rate of gases recycled in the admitted gases must not exceed a maximum limit beyond which fuel combustion would be difficult or incomplete, with the risk of producing polluting particles.
- the document US 4,517,950 discloses a method and apparatus for controlling the exhaust gas recirculation rate in a PWS as a function of engine load conditions.
- Butterfly valves are used to adjust the flow in the low pressure line of the circuit air intake and / or in the low pressure conduit of the exhaust gas circuit.
- the document FR 2,852,059 describes a heat engine in which a combustion chamber is fed by two fluid streams each having a rate of recirculated gas regulated by flow control means.
- the two fluid streams feed the combustion chamber and thus form separate layers of oxidizing fluids with variable and controllable recirculated gas rates.
- An object of the invention is to control the recirculation of the exhaust gas and more particularly the formation of fluid layers in the combustion chamber or chambers.
- the invention advantageously takes advantage of the pressure wave compressor (PWS) to allow introduction into the combustion chamber compressed gas mixtures whose compositions are independently controlled by the two exhaust gas outlet ducts.
- PWS pressure wave compressor
- the invention makes it possible to obtain different recycled exhaust gas rates in the first and second admixtures admitted into the combustion chamber and thus allows stratification of the fluids in the combustion chamber of the engine.
- the exhaust gas outlet pipes may have different sections so as to independently adjust the recycled exhaust gas rates in the first and second mixtures.
- the engine may comprise means for controlling a section of one of the exhaust gas outlet ducts so as to independently adjust recycled exhaust rates in the first and second mixtures.
- the method may include a step of controlling a section of one of the exhaust gas outlet conduits to independently regulate recycled exhaust rates in the first and second mixtures.
- the method may comprise a step of independently controlling a section of the first exhaust gas outlet duct and a section of the second exhaust gas outlet duct.
- a section of one of the exhaust gas outlet ducts can be controlled by means of a channel portion having a throttling.
- the method may include a step of controlling a valve to modify a section of an exhaust gas outlet conduit.
- the valve can be controlled by a control unit programmed for this purpose, depending on the engine speed.
- Figure 1 schematically shows a motor 1 and a motor supply system 1.
- the supply system comprises a compressor with a pressure wave 2, an intake circuit 3 able to bring fresh air into a combustion chamber of the engine 1 and an exhaust system 4 able to evacuate gases from the engine. exhaust produced by combustion of fuel in the combustion chamber of the engine 1.
- the supply ducts 32 and 33 make it possible to bring into the chamber a first mixture and a second mixture having different recycled exhaust gas contents so as to create stratification in the combustion chamber.
- the feed system comprises means for controlling the sections of the exhaust gas outlet ducts.
- the first conduit 42 and the second conduit 43 are respectively provided with butterfly valves 44 and 45.
- the butterfly valves are able to be controlled by an electronic control unit 5 (ECU) of the vehicle.
- the pressure wave compressor 2 conventionally comprises a rotor driven in rotation by the motor 1 and a stator.
- the rotor comprises one or more channels extending in radial directions thereof.
- Figure 2 schematically shows two parts 23 and 24 of the stator of the pressure wave compressor.
- the intake portion 23 of the stator comprises openings for communicating a channel of the rotor with the intake circuit 3.
- the intake portion 23 comprises two openings 230 and 231 low pressure and two openings 232 and 233 high pressure.
- the openings 230 and 231 low pressure are connected to the duct 31 fresh air inlet.
- the openings 232 and 233 high pressure are respectively connected to the supply ducts 32 and 33.
- the exhaust portion 24 of the stator comprises openings for communicating the rotor channel with the exhaust circuit 4.
- the exhaust portion 24 comprises two openings 240 and 241 low pressure and two openings 242 and 243 high pressure.
- the low pressure openings 240 and 241 are connected to the exhaust gas inlet duct 41.
- the openings 242 and 243 high pressure are respectively connected to the exhaust gas outlet pipes 42 and 43 respectively.
- FIGS 3 to 6 show schematically the various steps of the motor supply method.
- the exhaust gas inlet duct 41 is put in communication with the first supply duct 32 via the channel 20.
- the exhaust gases coming from the duct 41 enter in the channel 20, which causes a shock wave which has the effect of expelling a first mixture comprising air and exhaust gas to the first conduit 32 supply.
- the fresh air intake duct 31 is put into communication with the first exhaust gas outlet duct 42.
- the air-exhaust mixture contained in the channel 20 is discharged from the channel 20 by the first exhaust gas outlet pipe 42.
- Fresh air is introduced into the channel 20 via the fresh air intake duct 31.
- the exhaust gas inlet duct 41 is placed in communication with the second supply duct 33.
- the exhaust gas from the conduit 41 enters the channel 20, which causes a shock wave which has the effect of expelling a second mixture comprising air and exhaust gas to the second conduit 33 of food.
- the fresh air intake duct 31 is put into communication with the second exhaust gas outlet duct 43.
- the air-exhaust gas mixture contained in the channel 20 is discharged from the channel 20 by the second exhaust gas outlet pipe 43.
- Fresh air is introduced into the channel 20 via the fresh air intake duct 31.
- the electronic control unit 5 (ECU) is programmed to control the opening of the valves 44 and 45 so as to respectively adjust the sections of the first conduit 42 and the second conduit 43 of exhaust gas outlet able to evacuate gases exhaust.
- Adjusting the opening of the valve 44 makes it possible to adjust the expulsion of the gases contained in the channel 20 during the second step.
- adjusting the opening of the valve 44 makes it possible to adjust the rate of exhaust gas contained in the channel 20 during the third step that follows.
- adjusting the opening of the valve 45 makes it possible to adjust the expulsion of the gases contained in the channel 20 during the fourth step.
- adjusting the opening of the valve 45 makes it possible to adjust the rate of exhaust gas contained in the channel 20 during the first step that follows.
- valves 44 and 45 independently control the recycled exhaust gas rates injected into the combustion chamber of the engine by the first intake channel 32 and the second intake channel 33. It is thus possible to adjust the valves 44 and 45 to obtain different recycled exhaust gas rates in the channels 32 and 33 so as to form in the combustion chamber a stratification of gases.
- the valves 44 and 45 are controlled by the electronic control unit 5 (ECU) of the vehicle which controls the operation of the engine 1.
- the electronic control unit 5 is programmed to independently control the opening of the valves 44 and 45 according to the engine speed to obtain a suitable stratification in the combustion chamber of the engine.
- the electronic control unit 5 is able to estimate the rates ⁇ 32 and ⁇ 33 of recycled exhaust gas contained in the conduits 32 and 33 supply, from the measurements provided by the sensors.
- x 32 Q EGR + Q 33 ⁇ T 32 - T 33 T 31 - T 41
- the electronic control unit 5 is able to adjust the opening of the valves 44 and 45 to precisely adjust the rates ⁇ 32 and ⁇ 33 of recycled exhaust gas according to the engine speed.
- the means for controlling the sections of the exhaust gas outlet pipes 42 and 43 may comprise a portion of duct having a narrowed or constricted section. Such throttling makes it possible to permanently adjust the quantity of gas expelled by the exhaust gas outlet duct.
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Abstract
Description
L'invention concerne les systèmes de recirculation des gaz d'échappement ou systèmes EGR (Exhaust Gas Recirculation) associés à des moteurs à combustion interne dans des véhicules automobiles.The invention relates to exhaust gas recirculation systems or EGR systems (Exhaust Gas Recirculation) associated with internal combustion engines in motor vehicles.
Ces systèmes permettent de prélever une partie des gaz d'échappement et de réinjecter la partie prélevée dans le circuit d'admission d'air du moteur.These systems make it possible to take a part of the exhaust gas and reinject the part taken from the engine air intake circuit.
Ces systèmes de recirculation permettent de recycler une partie des gaz d'échappement et de réduire le taux d'oxydes d'azote émis par le moteur.These recirculation systems make it possible to recycle a portion of the exhaust gases and to reduce the amount of nitrogen oxides emitted by the engine.
Certains systèmes EGR comprennent un compresseur à onde de pression ou PWS (Pressure Wave Surcharger). Ce compresseur est constitué d'un rotor comprenant une ou plusieurs couches de canaux. Le rotor s'étend entre le circuit d'échappement et le circuit d'admission et est agencé de sorte qu'au cours de la rotation du rotor, les canaux se trouvent séquentiellement en communication avec le circuit d'échappement et le circuit d'admission. La différence de pression entre les deux circuits provoque une onde de choc à l'intérieur de chaque canal du rotor. Les gaz d'échappement compriment les gaz frais et le mélange composé d'air et de gaz d'échappement est injecté vers le moteur.Some EGR systems include a Pressure Wave Surge (PWS) compressor. This compressor consists of a rotor comprising one or more channel layers. The rotor extends between the exhaust circuit and the intake circuit and is arranged so that during the rotation of the rotor, the channels are sequentially in communication with the exhaust circuit and the circuit. admission. The pressure difference between the two circuits causes a shock wave inside each channel of the rotor. The exhaust gas compresses the fresh gases and the mixture of air and exhaust gas is injected to the engine.
Le compresseur à onde de pression présente la particularité qu'il assure à la fois une fonction de suralimentation du moteur et une fonction de recirculation des gaz d'échappement.The pressure wave compressor has the particularity that it provides both an engine boost function and a recirculation function of the exhaust gas.
Cependant, le taux de gaz recyclé s doit être contrôlé de manière précise. En particulier, le taux de gaz recyclés dans les gaz admis ne doit pas dépasser une limite maximale au-delà de laquelle la combustion du carburant serait difficile ou incomplète au risque de produire des particules polluantes.However, the rate of recycled gas must be precisely controlled. In particular, the rate of gases recycled in the admitted gases must not exceed a maximum limit beyond which fuel combustion would be difficult or incomplete, with the risk of producing polluting particles.
Le document
Par ailleurs, dans le domaine des systèmes EGR, des solutions ont été proposées pour améliorer la combustion du mélange air-carburant dans le moteur. Ces solutions prévoient de former des strates de fluides dans la ou les chambre(s) de combustion du moteur, ce qui a pour effet d'étaler la combustion dans le temps.Moreover, in the field of EGR systems, solutions have been proposed to improve the combustion of the air-fuel mixture in the engine. These solutions provide for forming fluid layers in the combustion chamber (s) of the engine, which has the effect of spreading the combustion over time.
Le document
Un but de l'invention est de contrôler la recirculation des gaz d'échappement et plus particulièrement la formation de strates de fluides dans la ou les chambres de combustion.An object of the invention is to control the recirculation of the exhaust gas and more particularly the formation of fluid layers in the combustion chamber or chambers.
A cette fin, l'invention a pour objet un moteur comprenant :
- un premier conduit d'alimentation apte à amener un premier mélange contenant de l'air et des gaz d'échappement recyclés depuis un compresseur à onde de pression jusqu'à une chambre de combustion du moteur,
- un premier conduit de sortie de gaz d'échappement apte à évacuer des gaz d'échappement depuis le compresseur à onde de pression,
caractérisé en ce qu'il comprend en outre - un deuxième conduit d'alimentation apte à amener un deuxième mélange contenant de l'air et des gaz d'échappement recyclés depuis le compresseur à onde de pression jusqu'à la chambre de combustion du moteur, et
- un deuxième conduit de sortie de gaz d'échappement apte à évacuer des gaz d'échappement depuis le compresseur à onde de pression.
- a first feed duct adapted to supply a first mixture containing air and recycled exhaust gases from a pressure wave compressor to a combustion chamber of the engine,
- a first exhaust gas outlet duct capable of evacuating exhaust gases from the pressure wave compressor,
characterized in that it further comprises - a second feed duct adapted to supply a second mixture containing air and recycled exhaust gases from the pressure wave compressor to the combustion chamber of the engine, and
- a second exhaust gas outlet duct capable of evacuating exhaust gases from the pressure wave compressor.
L'invention tire avantageusement partie du compresseur à onde de pression (PWS) pour permettre d'introduire dans la chambre de combustion des mélanges de gaz comprimés dont les compositions sont contrôlées de manière indépendante par les deux conduits de sortie de gaz d'échappement.The invention advantageously takes advantage of the pressure wave compressor (PWS) to allow introduction into the combustion chamber compressed gas mixtures whose compositions are independently controlled by the two exhaust gas outlet ducts.
L'invention permet d'obtenir des taux de gaz d'échappement recyclés différents dans les premier et deuxième mélanges admis dans la chambre de combustion et permet ainsi une stratification des fluides dans la chambre de combustion du moteur.The invention makes it possible to obtain different recycled exhaust gas rates in the first and second admixtures admitted into the combustion chamber and thus allows stratification of the fluids in the combustion chamber of the engine.
A cet effet, les conduits de sortie de gaz d'échappement peuvent présenter des sections différentes de manière à régler de manière indépendante des taux de gaz d'échappement recyclés dans les premier et deuxième mélanges.For this purpose, the exhaust gas outlet pipes may have different sections so as to independently adjust the recycled exhaust gas rates in the first and second mixtures.
Alternativement, le moteur peut comprendre des moyens pour contrôler une section de l'un des conduits de sortie de gaz d'échappement de manière à régler de manière indépendante des taux de gaz d'échappement recyclés dans les premier et deuxième mélanges.Alternatively, the engine may comprise means for controlling a section of one of the exhaust gas outlet ducts so as to independently adjust recycled exhaust rates in the first and second mixtures.
L'invention peut avantageusement présenter les caractéristiques suivantes :
- le système comprend des premiers moyens pour contrôler une section du premier conduit de sortie de gaz d'échappement et des deuxièmes moyens pour contrôler une section du deuxième conduit de sortie de gaz d'échappement,
- les moyens pour contrôler une section de l'un des conduits de sortie de gaz d'échappement comprennent une portion de conduit présentant un étranglement,
- les moyens pour contrôler une section de l'un des conduits de sortie de gaz d'échappement comprennent une vanne apte à être commandée pour modifier la section dudit conduit,
- le système comprend une unité de commande programmée pour commander la vanne en fonction du régime moteur
- the system comprises first means for controlling a section of the first exhaust gas outlet duct and second means for controlling a section of the second exhaust gas outlet duct,
- the means for controlling a section of one of the exhaust gas outlet ducts comprises a portion of duct having a throttling,
- the means for controlling a section of one of the exhaust gas outlet pipes comprises a valve which can be controlled to modify the section of said duct,
- the system includes a control unit programmed to control the valve according to the engine speed
L'invention a également pour objet un procédé d'alimentation d'un moteur, comprenant des étapes consistant à :
- amener un premier mélange contenant de l'air et des gaz d'échappement recyclés par un premier conduit d'alimentation depuis un compresseur à onde de pression vers une chambre d'admission du moteur,
- évacuer des gaz d'échappement par un premier conduit de sortie de gaz d'échappement depuis le compresseur à onde de pression,
- amener un deuxième mélange contenant de l'air et des gaz d'échappement recyclés par un deuxième conduit d'alimentation depuis le compresseur à onde de pression vers la chambre d'admission du moteur,
- évacuer des gaz d'échappement par un deuxième conduit de sortie de gaz d'échappement depuis le compresseur à onde de pression.
- supplying a first mixture containing air and recycled exhaust gas through a first supply line from a pressure wave compressor to an engine inlet chamber,
- evacuating exhaust gases through a first exhaust gas outlet duct from the pressure wave compressor,
- supplying a second mixture containing recycled air and exhaust gas through a second supply conduit from the pressure wave compressor to the engine inlet chamber,
- evacuating exhaust gases through a second exhaust gas outlet duct from the pressure wave compressor.
Le procédé peut comprendre une étape consistant à contrôler une section de l'un des conduits de sortie de gaz d'échappement de manière à régler de manière indépendante des taux de gaz d'échappement recyclés dans les premier et deuxième mélanges.The method may include a step of controlling a section of one of the exhaust gas outlet conduits to independently regulate recycled exhaust rates in the first and second mixtures.
Le procédé peut comprendre une étape consistant à contrôler de manière indépendante une section du premier conduit de sortie de gaz d'échappement et une section du deuxième conduit de sortie de gaz d'échappement.The method may comprise a step of independently controlling a section of the first exhaust gas outlet duct and a section of the second exhaust gas outlet duct.
Selon ce procédé, une section de l'un des conduits de sortie de gaz d'échappement peut être contrôlée au moyen d'une portion de conduit présentant un étranglement.According to this method, a section of one of the exhaust gas outlet ducts can be controlled by means of a channel portion having a throttling.
Le procédé peut comprendre une étape consistant à commander une vanne pour modifier une section d'un conduit de sortie de gaz d'échappement.The method may include a step of controlling a valve to modify a section of an exhaust gas outlet conduit.
La vanne peut être commandée par une unité de commande programmée à cet effet, en fonction du régime moteur.The valve can be controlled by a control unit programmed for this purpose, depending on the engine speed.
D'autre caractéristiques et avantages ressortiront encore de la description qui suit, laquelle est purement illustrative et non limitative et doit être lue en regard des figures annexées parmi lesquelles :
- la figure 1 représente de manière schématique un moteur équipé d'un système d'alimentation d'un moteur conforme à un mode de réalisation de l'invention,
- la figure 2 représente de manière schématique deux parties d'un stator de compresseur à onde de pression, l'une des parties étant destinée à être connectée à un circuit d'échappement et l'autre partie est destinée à être connectée à un circuit d'admission,
- les figures 3 à 6 représentent de manière schématique différentes étapes d'un procédé d'alimentation d'un moteur conforme à l'invention.
- FIG. 1 schematically represents an engine equipped with a power supply system for an engine according to one embodiment of the invention,
- FIG. 2 schematically shows two parts of a pressure wave compressor stator, one of the parts being intended to be connected to an exhaust circuit and the other part to being connected to a circuit of 'admission,
- Figures 3 to 6 show schematically different steps of a power supply method of an engine according to the invention.
La figure 1 représente de manière schématique un moteur 1 et un système d'alimentation du moteur 1.Figure 1 schematically shows a
Le système d'alimentation comprend un compresseur à onde de pression 2, un circuit d'admission 3 apte à amener de l'air frais dans une chambre de combustion du moteur 1 et un circuit d'échappement 4 apte à évacuer des gaz d'échappement produits par la combustion du carburant dans la chambre de combustion du moteur 1.The supply system comprises a compressor with a
Le circuit d'admission 3 comprend :
un conduit 31 d'entrée d'air frais apte à amener de l'air frais en provenance de l'extérieur du véhicule vers le compresseur à onde de pression 2,- un
premier conduit 32 d'alimentation apte à amener un premier mélange contenant de l'air et des gaz d'échappement recyclés depuis le compresseur à onde de pression 2 vers la chambre de combustion du moteur 1, et un deuxième conduit 33 d'alimentation apte à amener un deuxième mélange contenant de l'air et des gaz d'échappement recyclés depuis le compresseur à onde de pression 2 vers la chambre de combustion du moteur 1.
- a fresh
air inlet duct 31 capable of supplying fresh air from outside the vehicle to thepressure wave compressor 2, - a
first supply duct 32 capable of supplying a first mixture containing air and recycled exhaust gases from thepressure wave compressor 2 to the combustion chamber of theengine 1, and - a
second supply duct 33 capable of supplying a second mixture containing air and recycled exhaust gases from thepressure wave compressor 2 to the combustion chamber of theengine 1.
Les conduits d'alimentation 32 et 33 permettent d'amener dans la chambre un premier mélange et un deuxième mélange présentant des taux de gaz d'échappement recyclés différents de manière à créer dans la chambre de combustion une stratification.The
Le circuit d'échappement 4 comprend :
un conduit 41 d'entrée de gaz d'échappement apte à amener des gaz d'échappement en provenance du moteur 1 vers le compresseur à onde de pression 2,- un
premier conduit 42 de sortie de gaz d'échappement apte à évacuer des gaz d'échappement depuis le compresseur à onde de pression 2, et un deuxième conduit 43 de sortie de gaz d'échappement également apte à évacuer des gaz d'échappement depuis le compresseur à onde de pression 2.
- an exhaust
gas inlet duct 41 capable of supplying exhaust gases from theengine 1 to thepressure wave compressor 2, - a first exhaust
gas outlet pipe 42 capable of evacuating exhaust gases from thepressure wave compressor 2, and - a second exhaust
gas outlet pipe 43 which is also capable of evacuating exhaust gases from thepressure wave compressor 2.
Par ailleurs, le système d'alimentation comprend des moyens pour contrôler les sections des conduits de sortie de gaz d'échappement. A cet effet, le premier conduit 42 et le deuxième conduit 43 sont munis respectivement de vannes papillon 44 et 45. Les vannes papillon sont aptes à être commandées par une unité de contrôle électronique 5 (UCE) du véhicule.Furthermore, the feed system comprises means for controlling the sections of the exhaust gas outlet ducts. For this purpose, the
Le compresseur à onde de pression 2 comprend de manière classique un rotor entraîné en rotation par le moteur 1 et un stator. Le rotor comprend un ou plusieurs canaux s'étendant dans des directions radiales de celui-ci.The
La figure 2 représente de manière schématique deux parties 23 et 24 du stator du compresseur à onde de pression.Figure 2 schematically shows two
La partie d'admission 23 du stator comprend des ouvertures destinées à mettre en communication un canal du rotor avec le circuit d'admission 3.The
Plus précisément, la partie d'admission 23 comprend deux ouvertures 230 et 231 basse pression et deux ouvertures 232 et 233 haute pression. Les ouvertures 230 et 231 basse pression sont connectées au conduit 31 d'entrée d'air frais. Les ouvertures 232 et 233 haute pression sont connectées respectivement aux conduits d'alimentation 32 et 33.More specifically, the
La partie d'échappement 24 du stator comprend des ouvertures destinées à mettre en communication le canal du rotor avec le circuit d'échappement 4.The
Plus précisément, la partie d'échappement 24 comprend deux ouvertures 240 et 241 basse pression et deux ouvertures 242 et 243 haute pression. Les ouvertures 240 et 241 basse pression sont connectées au conduit 41 d'entrée de gaz d'échappement. Les ouvertures 242 et 243 haute pression sont connectées respectivement aux conduits 42 et 43 de sortie de gaz d'échappement.Specifically, the
Lors d'un rotation du rotor (selon la flèche), le canal du rotor met successivement en communication :
le conduit 41 d'entrée de gaz d'échappement et lepremier conduit 32 d'alimentation, par l'intermédiaire des ouvertures 232et 241,le conduit 31 d'entrée d'air frais et lepremier conduit 42 de sortie de gaz d'échappement, par l'intermédiaire des ouvertures 231et 242,le conduit 41 d'entrée de gaz d'échappement et le deuxièmeconduit 33 d'alimentation, par l'intermédiaire des ouvertures 233et 240,le conduit 31 d'entrée d'air frais et le deuxièmeconduit 43 de sortie de gaz d'échappement, par l'intermédiaire des ouvertures 230et 243.
- the exhaust
gas inlet duct 41 and thefirst supply duct 32, through the 232 and 241,openings - the fresh
air intake duct 31 and the first exhaustgas outlet duct 42, through the 231 and 242,openings - the exhaust
gas inlet duct 41 and thesecond supply duct 33, via the 233 and 240,openings - the fresh
air intake duct 31 and the second exhaustgas outlet duct 43, through the 230 and 243.openings
Les figures 3 à 6 représentent de manière schématique les différentes étapes du procédé d'alimentation du moteur.Figures 3 to 6 show schematically the various steps of the motor supply method.
Selon une première étape (figure 3), le conduit 41 d'entrée de gaz d'échappement est mis en communication avec le premier conduit 32 d'alimentation par l'intermédiaire du canal 20. Les gaz d'échappement issus du conduit 41 pénètre dans le canal 20, ce qui provoque une onde de choc qui a pour effet d'expulser un premier mélange comprenant de l'air et des gaz d'échappement vers le premier conduit 32 d'alimentation.In a first step (FIG. 3), the exhaust
Selon une deuxième étape (figure 4), le conduit 31 d'entrée d'air frais est mis en communication avec le premier conduit 42 de sortie de gaz d'échappement. Le mélange air - gaz d'échappement contenu dans le canal 20 est évacué du canal 20 par le premier conduit 42 de sortie de gaz d'échappement. De l'air frais est introduit dans le canal 20 par le conduit 31 d'entrée d'air frais.In a second step (FIG. 4), the fresh
Selon une troisième étape (figure 5), le conduit 41 d'entrée de gaz d'échappement est mis en communication avec le deuxième conduit 33 d'alimentation. Les gaz d'échappement issus du conduit 41 pénètre dans le canal 20, ce qui provoque une onde de choc qui a pour effet d'expulser un deuxième mélange comprenant de l'air et des gaz d'échappement vers le deuxième conduit 33 d'alimentation.In a third step (FIG. 5), the exhaust
Selon une quatrième étape (figure 6), le conduit 31 d'entrée d'air frais est mis en communication avec le deuxième conduit 43 de sortie de gaz d'échappement. Le mélange air - gaz d'échappement contenu dans le canal 20 est évacué du canal 20 par le deuxième conduit 43 de sortie de gaz d'échappement. De l'air frais est introduit dans le canal 20 par le conduit 31 d'entrée d'air frais.According to a fourth step (FIG. 6), the fresh
L'unité de contrôle électronique 5 (UCE) est programmée pour commander l'ouverture des vannes 44 et 45 de manière à régler respectivement les sections du premier conduit 42 et du deuxième conduit 43 de sortie de gaz d'échappement aptes à évacuer des gaz d'échappement.The electronic control unit 5 (ECU) is programmed to control the opening of the
Le réglage de l'ouverture de la vanne 44 permet de régler l'expulsion des gaz contenus dans le canal 20 lors de la deuxième étape.Adjusting the opening of the
Par conséquent, le réglage de l'ouverture de la vanne 44 permet de régler le taux de gaz d'échappement contenus dans le canal 20 lors de la troisième étape qui suit.Therefore, adjusting the opening of the
De manière similaire, le réglage de l'ouverture de la vanne 45 permet de régler l'expulsion des gaz contenus dans le canal 20 lors de la quatrième étape.Similarly, adjusting the opening of the
Par conséquent, le réglage de l'ouverture de la vanne 45 permet de régler le taux de gaz d'échappement contenus dans le canal 20 lors de la première étape qui suit.Therefore, adjusting the opening of the
Ainsi, les vannes 44 et 45 permettent de piloter de manière indépendante les taux de gaz d'échappement recyclés injectés dans la chambre de combustion du moteur par le premier canal 32 d'admission et par le deuxième canal 33 d'admission. Il est ainsi possible de régler les vannes 44 et 45 pour obtenir des taux de gaz d'échappement recyclés différents dans les canaux 32 et 33 de manière à former dans la chambre de combustion une stratification des gaz.Thus, the
Les vannes 44 et 45 sont commandées par l'unité de contrôle électronique 5 (UCE) du véhicule qui gère le fonctionnement du moteur 1. L'unité de commande électronique 5 est programmée pour commander de manière indépendante l'ouverture des vannes 44 et 45 en fonction du régime du moteur en vue d'obtenir une stratification adaptée dans la chambre de combustion du moteur.The
Le système d'alimentation peut comprendre des capteurs permettant de mesurer les paramètres suivants :
- Q 32, le débit dans le
premier conduit 32 d'alimentation, - Q 33, le débit dans le deuxième
conduit 33 d'alimentation, - T 32, la température dans le
premier conduit 32 d'alimentation, - T 33, la température dans le deuxième
conduit 33 d'alimentation, - T 31, la température dans le
conduit 31 d'entrée d'air frais, - T 41, la température dans le
conduit 41 d'entrée de gaz d'échappement, - Q Carburant , le débit de carburant injecté dans le moteur 1,
- [O 2], la concentration en dioxygène dans le
conduit 41 d'entrée de gaz d'échappement.
- Q 32 , the flow rate in the
first supply duct 32, - Q 33 , the flow rate in the
second supply conduit 33, - T 32 , the temperature in the
first supply duct 32, - T 33 , the temperature in the
second supply conduit 33, - T 31 , the temperature in the
duct 31 for fresh air inlet, - T 41 , the temperature in the
duct 41 of the exhaust gas inlet, - Q Fuel , the flow of fuel injected into the
engine 1, - [ O 2 ] , the dioxygen concentration in the
conduit 41 of the exhaust gas inlet.
On a les relations suivantes :
où
χ 32 est le taux de gaz d'échappement recyclés contenus dans le conduit 32,
χ 33 est le taux de gaz d'échappement recyclés contenus dans le conduit 33,
Q Air est le débit d'air admis dans le moteur,
Q EGR est le débit de gaz d'échappement recyclés admis dans le moteur,
Q41 est le débit dans le conduit 41 d'entrée de gaz d'échappement.We have the following relationships:
or
χ 32 is the recycled exhaust gas content contained in the
χ 33 is the rate of recycled exhaust gas contained in the
Q Air is the air flow admitted into the engine,
Q EGR is the flow of recycled exhaust gases admitted into the engine,
Q 41 is the flow rate in the exhaust
L'unité de contrôle électronique 5 est apte à estimer les taux χ32 et χ33 de gaz d'échappement recyclés contenus dans les conduits 32 et 33 d'alimentation, à partir des mesures fournies par les capteurs.
L'unité de contrôle électronique 5 est apte à régler l'ouverture des vannes 44 et 45 pour régler avec précision les taux χ32 et χ33 de gaz d'échappement recyclés en fonction du régime moteur.The
On a décrit un mode de réalisation dans lequel les moyens pour contrôler les sections des conduits 42 et 43 de sortie de gaz d'échappement comprennent des vannes 44 et 45. Cependant, comme on l'aura compris, d'autre moyens peuvent être envisagés.An embodiment has been described in which the means for controlling the sections of the exhaust
En particulier, les moyens pour contrôler les sections des conduits 42 et 43 de sortie de gaz d'échappement peuvent comprendre une portion de conduit présentant une section rétrécie ou étranglement. Un tel étranglement permet de régler de manière permanente la quantité de gaz expulsé par le conduit de sortie de gaz d'échappement.In particular, the means for controlling the sections of the exhaust
Claims (12)
un deuxième conduit (33) d'alimentation apte à amener un deuxième mélange contenant de l'air et des gaz d'échappement recyclés depuis le compresseur à onde de pression (2) jusqu'à la chambre de combustion du moteur (1), et
un deuxième conduit (43) de sortie de gaz d'échappement apte à évacuer des gaz d'échappement depuis le compresseur à onde de pression (2).Motor (1) comprising:
a second supply duct (33) capable of supplying a second mixture containing air and recycled exhaust gases from the pressure wave compressor (2) to the combustion chamber of the engine (1), and
a second exhaust gas outlet conduit (43) adapted to exhaust exhaust gases from the pressure wave compressor (2).
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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---|---|
EP1728988A1 true EP1728988A1 (en) | 2006-12-06 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
EP06300524A Withdrawn EP1728988A1 (en) | 2005-06-01 | 2006-05-29 | System and method for charging an engine |
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Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP1728988A1 (en) |
FR (1) | FR2886673A1 (en) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US3874166A (en) * | 1972-11-29 | 1975-04-01 | Hubert Kirchhofer | Method of and apparatus for reducing harmful emissions from internal combustion engines |
US4517950A (en) | 1982-06-02 | 1985-05-21 | Bbc Brown, Boveri & Company, Limited | Method and device for controlling the recirculation of exhaust gas in a pressure wave supercharger for an internal combustion engine |
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FR2852059A1 (en) | 2003-03-06 | 2004-09-10 | Renault Sa | Thermal engine e.g. diesel engine, for vehicle, has recirculation unit with two flow control units for recycling part of wasted gas in two fluid layers at two respective regulatable rates |
-
2005
- 2005-06-01 FR FR0505557A patent/FR2886673A1/en not_active Withdrawn
-
2006
- 2006-05-29 EP EP06300524A patent/EP1728988A1/en not_active Withdrawn
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2886673A1 (en) | 2006-12-08 |
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