FR2516167A1

FR2516167A1 - Procede et dispositif de regulation du remplissage de moteurs a explosion par du gaz de combustion

Info

Publication number: FR2516167A1
Application number: FR8218539A
Authority: FR
Inventors: Hans Baumgartner; Rainer Sudbeck
Original assignee: Pierburg GmbH
Current assignee: Pierburg GmbH
Priority date: 1981-11-11
Filing date: 1982-10-29
Publication date: 1983-05-13
Also published as: DE3144712A1; US4508089A; JPS5888420A; IT8249306A0; IT1148413B; DE3144712C2; FR2516167B1; GB2109053A; GB2109053B

Abstract

POUR REGLER LE REMPLISSAGE DE MOTEURS A EXPLOSION PAR DU GAZ DE COMBUSTION, ON FAIT PASSER CE GAZ PAR UNE MACHINE A GAZ 2 ACCOUPLEE AU MOTEUR A EXPLOSION 1 ET DONT ON FAIT VARIER LE DEBIT, DANS LE SENS DE LA VARIATION DE CHARGE DESIREE, AU MOYEN D'UN SYSTEME PILOTE INCORPORE A LA MACHINE A GAZ 2; CETTE DERNIERE EST UTILISEE EN TANT QUE MOTEUR A GAZ ETOU DE SURALIMENTEUR, ET LE PROCEDE SE DEROULE DE PREFERENCE ISOTHERMIQUEMENT. LE DISPOSITIF DE MISE EN OEUVRE DE CE PROCEDE COMPORTE UNE MACHINE A GAZ 2 ACCOUPLEE 14 AU MOTEUR A EXPLOSION 1 ET MUNIE D'UNE COMMANDE POUR FAIRE VARIER LE DEBIT DU GAZ DE COMBUSTION QUI LA TRAVERSE, AU MOYEN D'ARETES PILOTES DEPLACABLES DANS LE CHAMP DE L'ENTREE DE GAZ. LE RAPPORT ENTRE LES VITESSES DE ROTATION DU MOTEUR A EXPLOSION 1 ET LA MACHINE A GAZ 2 PEUT ETRE PRESCRIT A UNE VALEUR FIXE.

Description

1 -

La présente invention concerne un procédé de régu-

lation du remplissage de moteurs à explosion par du gaz de combustion, ainsi qu'un dispositif conçu pour mettre

en oeuvre ce procédé.

Surtout dans la plage de charge partielle des mo- teurs à explosion le remplissage de ces moteurs par du

gaz de combustion ne s'effectue pas avec toute l'effica-

cité désirable C'est ainsi que par exemple dans les moteurs à allumage commandé l'air comburant qui était à la pression atmosphérique se trouve, du fait du papillon

d'étranglement, mis en dépression dans la tubulure d'as-

piration du moteur, tandis que dans les moteurs Diesel, il se produit, en fonction de la charge, soit un défaut, soit un excédent des partenaires de la réaction, ce qui

ne peut être évité que par un recyclage des gaz d'échap-

pement ou une injection d'air, l'un et l'autre étant oné-

reux tant en ce qui concerne le matériel que la consom-

matinn d'énergie.

Il est connu d'installer en amont de la tubulure d'aspiration une machine à gaz commandée par le moteur à

explosion et dont le rôle est d'aspirer le gaz de combus-

tion et de l'envoyer sous pressinn accrue dans le moteur a explosion (régime suralimenté) i mais dans ce cas, il est aussi fait usage, en règle générale, d'un papillon d'étranglement, d'un recyclage des gaz d'échappement ou d'une injection d'air pour la plage de charge partielle, car ce que l'on appelle la suralimentation du moteur a

explosion ne devient souhaitable qu'aux vitesses de rota-

tion supérieures -avec les moteurs Diesel les problèmes

cités ci-dessus se trouvent même rendus encore plus ai-

gus Donc, le coefficient de rendement du moteur à ex-

plosion devient plus mauvais également dans les cas cités

ci-dessus, surtout dans la plage de charge partielle.

Le but de l'invention est alors de créer unprocédé

du genre décrit en préambule, ainsi qu'un dispositif per-

mettant l'exécution de ce procédé, ce procédé et ce dis-

positif devant permettre d'éviter les inconvénients indi-

-2 -

qués ci-dessus grâce à une efficacité accrue de la régu-

lation du remplissage en fonction de la charge, notam-

ment en vue d'économiser de l'énergie: il s'agit à la fois de réduire les pertes par étranglement et d'éviter ou de simplifier un recyclage des gaz d'échappement ou autres mesures analogues prévues pour élever la qualité des gaz d'échappement, et ce sans que cette dernière ait

à souffrir de la suppression de telles mesures particu-

lières. En ce qui concerne le procédé, l'invention consiste en ce que le gaz de combustion est conduit à travers une

machine à gaz accouplée dynamiquement au moteur à explo-

sion et dont le débit est, au moyen d'un système pilote sur le moteur à gaz, modifié dans le sens de la variation de charge désirée Le gaz de combustion peut être aussi bien de l'air comburant que par exemple un mélange d'air

comburant et de-carburant.

L'accouplement dynamique entre le moteur à explo-

sion et la machine à gaz a lieu par exemple par un méca-

nisme de transmission qui est relié, directement ou indi-

rectement, au vilebrequin du moteur à explosion et qui, de l'autre côté, est accouplé à l'arbre qui entraine la machine à gaz Ce mécanisme de transmission peut être,

entre autres, une transmission par courroie ou par engre-

nages Il est recommandé, surtout dans le cas de moteurs

a allumage commandé, de choisir la transmission par en-

grenages de telle sorte que lorsque le moteur à explosim a fait deux tours le volume véhiculé par le moteur à gaz

corresponde à la cylindrée du moteur à explosion La ma-

chine à gaz peut, conformément à l'invention, être mise en oeuvre soit en tant que moteur à gaz, soit en tant que suralimenteur, soit en tant que suralimenteur avec des propriétés partielles d'un moteur à gaz, soit, au choix

et de façon réglable, en tant que moteur à gaz ou surali-

menteur, donc en combiné.

Lorsque la machine a gaz fonctionne comme moteur à gaz, c'est-à-dire par augmentation du volume du gaz de 3 -

combustion, le travail ainsi libéré est transmis au mo-

teur à explosion par l'intermédiaire du mécanisme de

transmission Il est donc possible, à l'aide de la ma-

chine à gaz, de renvoyer au moteur à explosion au moins une partie du travail à fournir pour l'échange de gaz. En outre, dans le cas de moteurs Diesel, l'abaissement de pression (pa rapport à l'état de la technique) dans

la tubulure d'aspiration réduit la quantité des parte-

naires de la réaction pour le processus de combustion et

du même coup -mnhe sans recyclage des gaz d'échappement-

l'émission de Nox dans ces gaz Enfin, le 'coup de fu-

mée' des moteurs Diesel en cas d'une soudaine sollicita-

tion de la charge se trouve évité, car le besoin soudai-

nement accru en partenaires de la rdaction se trouve sa-

tiefait directement (à la vitesse du son) par l'élévation de pression dans la tubulure d'aspiration, sans qu'il faille prévoir une injection d'air particulière ou un

ralentissement du débit injecté qui aurait pour cons 6-

quance de nuire au comportement dynamique de l'unité mo-

trice.

Dans la mesure o il s'agit d'un moteur à gaz ou d'une

machine à gaz ayant au moins partiellement les caractéris-

tiques d'un moteur à gaz, avec expansion interne, dans

lequel donc l'accroissement de volume du gaz de combus-

tion a lieu au sein de l'enceinte de travail (transport

du gaz), il est recommandé de maintenir constant le rap-

port des vitesses entre le moteur à explosion et le moteur h gaz -comme décrit plus loin et de faire varier le volume à l'entrée du moteur à gaz par l'intermédiaire soit d'arêtes pilotes d'admission déplaçables, soit de valves

d'admission dont les durées d'ouverture peuvent être modi-

fiées. Dans le cas de moteurs à gaz à expansion externe,

dans lesquels donc un accroissement de volume ne se pro-

duit qu'à la sortie du gaz de combustion de l'enceinte de travail, il est recommandé -ainsi que cela sera décrit plus en détail ci-après de faire en sorte que le rapport -4 - des vitesses entre le moteur à explosion et le moteur à gaz puisse varier, le rapport des vitesses étant alors modifié on fonction de l'étage de charge du moteur à explosion qui est désiré à l'instant considéré, ou en

fonction d'autres paramètres de fonctionnement.

La machine à gaz peut aussi, conformément à l'inven-

tion, être utilisée en tant que suralimenteur Dans ce cas, il se produit une compression du gaz de combustion

au sein de la machine à gaz et le volume d'entrée maxi-

mal de cette dernière, en liaison avec un rapport de vi-

tesse choisi en conséquence, correspnnd à l'augmentatinn désirée du remplissage du moteur à explosion Dans ce cas, comme il sera expliqué plus en détail ci Rprès, il

est préférable que la machine à gaz soit munie d'un deu-

xième système pilote, de préférence dépendant de la char-

ge, avec lequel les conditions de la suralimentation peu-

vent être modifiées.

Il a été trouvé que les fractions non utilisables du travail d'échange de gaz, c'est-à-dire les pertes,

sont les plus réduites lorsque, conformément à l'inven-

tion, le procédé qui en est l'objet se déroule db manière isotherme I pour cela, des dispositions appropriées sont prises surtout pour s'opposer au refroidissement du gaz

de combustion d à l'expansion.

Ceci s'applique en particulier aux moteurs à explo-

sion à allumage commandé, ce qui sera expliqué plus loin.

Pour un moteur à explosion à auto-allumage, il est recom-

mandé de laisser le processus se dérouler adiabatique-

ment, car de ce fait la température à l'entrée et la

pression à l'entrée se trouveent abaissées, et par con-

séquent aussi la pression moyenne, ce qui entra;-

ne une diminution de l'émission de N Ox.

Une forme plus élaborée de l'invention prévoit le préchauffage du gaz de combustion au moyen de l'énergie

mécanique libérée par la machine à gaz, ceci afin d'assu-

rer dans le moteur à explosion une combustion plus favo-

-5-

rable du point de vue thermodynamique.

Selon l'invention, il est également possible, au moyen de la pression du gaz de combustion présente entre le moteur d explosion et la machine à gaz, de régler le dosage de carburant au moteur à explosion, et, ainsi, de faire l'6 nonomie des organes de liaison au régulateur

de charge qui, autrement, seraient nécessaires.

D'autres systèmes de régulation avantageux sont concevables dans le cadre de l'invention; notamment avec une régulation au moyen d'organes positionneurs commandés

électroniquement il est possible et avantageux, en pré-

sence d'états de charge extrêmement faibles -par exemple au ralenti du moteur à explosion par auto-allumage et/ou

lors de démarrages à froid, dÉlever au-dessus de la pres-

sion atmosphérique la pression dans la tubulure d'aspi-

ration, pour ainsi par exemple éviter le cognement du moteur au ralenti et assurer en tout cas l'allumage du Jet injecté Dans une autre forme du système régulateur

il est avantageux, à l'aide de la machine à gaz, de ré-

gler la pression de pointe et la pression absolue dans la tubulure d'aspiration en fonction de la température et indépendamment de la pression extérieure, dans le but de "ménager" le moteur aux températures élevées de

celui-ci et/ou de disposer de la pleine puissance du mo-

teur lors de roulages à grande altitude, par exemple dans les franchissements de cols, etc. Dans une autre forme d'exécution il est possible, a l'aide de la machine à gaz, de régler le débit de gaz d'échappement recyclé en fonction de l'état manométrique dans la tubulure d'aspiration et de limiter ainsi le système de recylclage des gaz d'échappement à une conduite munie d'un clapet antiretour De ce fait sont rendus possibles des états mixtes entre systèmes traditionnels classiques et une régulation du remplissage partiellement

quantitative, en mnme temps que les pertes par étrangle-

ment peuvent être maintenues à une valeur minimale car 6 -

elles sont récupérées au moins partiellement.

Un dispositif conçu selon l'invention pour mettre en oeuvre le procédé décrit ci-dessus se caractérise par

le fait qu'au moteur à explosion et accouplée une ma-

chine à gaz munie d'un système pilote pour faire varier le débit de gaz de combustion Dans cette disposition il est possible, conformément à l'invention, de prescrire un rapport fixe entre les vitesses du moteur à explosion et de la machine à gaz et de donner au système pilote la forme d'une arête pilote déplaçable dans le champ de son entrée de gaz Cette forme d'exécution est préférée

avec une machine à gaz à expansion interne i elle per-

met en effet d'agir, par exemple à l'aide du commutateur de charge (régulateur de charge) du moteur à explosion, sur le rappat manométrique entre le champ de l'-entrée de gaz et l'enceinte de travail de la machine à gaz ainsi

que sur le débit de gaz de combustion véhiculé.

Mais il est également possible, suivant une autre forme d'-exécution de l'invention, de prescrire un rapport fixe entre les vitesses du moteur et de la machine à gaz

et de constituer le système pilote paruie valve d'admis-

sion dans la machine à gaz, à durée d'ouverture variable.

Une autre solutinn conforme à l'invention consiste à prescrire un rapport fixe entre le moteur à explosion et la machine à gaz et à faire varier le volume de tram vail de cette dernière Pour réaliser cela, on peut par

exemple donner à la machine à gaz une excentricité vari-

able, ce qui est relativement simple surtout dans le cas

de moteurs, à piston.

Une autre voie conforme à l'invention consiste, com-

me déjà mentionné, à faire varier le rapport des vitesses entre le moteur à explosion et la machine à gaz, ce qui

est préféré surtout dans le cas de machines à gaz à ex-

pansion extérieure Lorsque cette voie est utilisée, la vitesse de la machine à gaz est, au moyen d'un mécanisme de tranmission de préférence sans discontinuité, adaptée -7 - au débit de gaz de combustion correspondant ce qu'exige

la charge du moteur.

Lorsque la machine à gaz est constitu 6 e par un mo-

teur dit à lamelles, le système pilote mentionné plus haut, en forme d'arête pilote ddpla Qable dans le champ de l'entrée de gaz dans cette machine, peut, conformément

l'inventinn, se composer d'une arête pilote fixe dis-

posde radialement sur le carter du dit moteur et d'un

disque obturateur rotatif disposé axialement et compor-

tant un passage d'entrée de gaz muni d'une autre arete

pilote dans le champ de l'entrée de gaz.

Mais, lorsque la machine à gaz est un moteur dit à lamelles précêdemment mentionné, le système pilote peut être aussi constitué par une arête pilote qui, dans le champ de l'entrée de gaz de ce moteur, peut tourner autour

de l'axe de ce dernier et s'étend dans son ensemble paral-

lèlement à cet axe.

Une suralimentation du moteur à explosion en fonc-

tion de la charge peut, conformément X l'inventinn, être assurée lorsque, avec une machine à gaz constituée par un

moteur a lamelles, une arete pilote pouvant tourner au-

tour de l'axe des lamelles et s'étendant dans son ensem-

ble parallèlement d cet axe est disposée dans le champ de la sortie de gaz de cette machine Lorsque des arêtes

pilotes tournantes, s'6 tendant dans leur ensemble paral-

lèlement % l'axe des lamelles, sont ainsi prévues l'une dans le champ de l'entrde de gaz, l'autre dans celui de

la sortie de gaz, elles peuvent, conformément a l'in-

vention, être accouplées l'une a l'autre et commanddes

par exemple ensemble par le commutateur de charge du mo-

teur d explosion.

Il est recommandd, selon l'invention, lorsque la

machine à gaz est constitude par un moteur a palettes ro-

tatives, de disposer les lèvresd'dtanch 6 ité entre ces pa-

lettes et le rotor de manière fixe d'un côté, élastique

de l'autre.

Grace à une disposition selon l'invention qui prévoit -8 - un chauffage du champ de la sortie de gaz de la machine a gaz, de préférence en fonction de la charge du moteur à explosion, il devient possible de faire fonctionner

la machine à gaz de façon isotherme.

Il est préférable que le système pilote de la ma-

chine à gaz soit relié au régulateur de charge du mo-

teur à explosion au moyen d'un élément de manoeuvre.

Du fait que la pression du gaz de combustion entre la tubulure d'aspiration du moteur à explosion et le

champ de la sortie de gaz de la machine à gaz dépend for-

cdment, selon l'invention, de la position occupée par le système pilote sur la machine à gaz et de la vitesse du moteur à explosion, cette pression peut, suivant une autricaract 6 ristique de l'invention, être utilisée pour, au moyen d'un détecteur de pression dispos 6 dansle dit champ et d'un organe positionneur disposé à la suite de ce détecteur, régler le dosage de carburant alimentant

le moteur à explosion.

L'organe positionneur peut opérer par exemple pneumati-

quement Pour cela, on le relie d'une part à la tubulure d'aspiration du moteur k explosion, par l'intermédiaire d'un contournement positionneur éventuellement muni d'un étranglement, et d'autre part mécaniquement au variateur de débit d'une pompe de transport de carburant On peut naturellement utiliser aussi des organes positionneurs

command 6 S électriquement, notamment lorsque, suivant en-

core une autre caractéristique de l'invention, l'organe positionneur est associe à un microprocesseur qui par exemple reçoit des signaux supplémentaires, tels que des signaux de vitesse de rotation, de position du régulateur de charge, de vitesse de manoeuvre de ce régulateur et d'autres grandeurs, qu'il transforme selon un programme prescrit et utilise en cons 6 quence pour la régulation du

dosage de carburant au moteur à explosion.

D'autres buts, caractéristiques, avantages et pos-

sibilités d'applicationde la présente invention apparat-

tront dans la description d'un exemple d'exécution de

-9-

celle-ci, faite ci-après en se référant au dessin an-

nexé I sur celui-ci

la figure 1 est un schéma de principe de l'ensem-

ble du dispositif, la figure 2 est une vue en coupe horizontale pour une machine à gaz, la figure 2 a montre un disque obturateur pour cette machine, la figure 3 illustre une autre forme d'exécution de la mabhine à gaz selon la fig 2, la figure 4 est une vue à plus grande échelle des lèvres d'étanchéité selon les fig 2 et 3, et

la figure 5 est un graphique des courbes caracté-

ristiques de consommation d'un moteur à explosion à 4 temps, avec et sans réglage du remplissage économiseur d'énergie.

Suivant la fig 1, un moteur à explosion 1 est accou-

plé à une machine à gaz 2 qui présente un système pilote 3 pour faire varier le débit de gaz de combustion Le débit de carburant peut être réglé au moyen d'un palpeur de pression la dans le parcours des gaz entre le moteur 1

et la machine à gaz 2 ainsi qu'au moyen d'un organe posi-

tionneur lb sur lequel agit le palpeur de pression la; dans cette disposition l'organe positionneur lb agit sur le système ld, par exemple une pompe d'injectinn, prévu pour l'alimentation en carburant Un microprocesseur lc peut être installé en amont d l'organe posi onneur lb pour

tenir compte d'autres paramètres de fonctionnement du mo-

teur à explosion 1.

Selon la fig 2 le système pilote 3 de la machine à gaz 2 (ici à expansion interne) se compose d'une part d'une arête pilote fixe 6 disposée radialement dans le champ de l'entrée de gaz 5, d'autre part d'un disque obturateur 7 disposé axialement dans l'un des deux plans frontaux de la machine à gaz, ou dans chacun de ceux-ci A la fig 2

ce disque est seulement suggéré; il est représenté en dé-

tail à la fig 2 a Il comporte un passage axial d'entrée - de gaz (représenté hachuré) 8 avec une deuxième arête pilote 9 La machine à gaz 2 est conçue sous forme d'un moteur à palettes tournantes O la b, lob, Oc, O 10 d qui peuvent tourner sans frottement autour de l'axe il des lamelles (axe des palettes tournantes) et soit entrai- nent le rotor 12 muni de lèVres d'étanchéité 13 a, 13 b, soit sont entramnées par lui Le rotor 12 est relié au moteur à explosion 1 par l'intermédiaire du mécanisme 14

schematisé à la fig 1 Le disque obturateur 7 peut tour-

ner autour de l'axe 11 des lamelles et, par l'intermé-

diaire d'un bras de levier 15 (non représenté ici), être accouplé par exemple au commutateur de charge du moteur à explosion 1 L'arête pilote 9 du disque obturateur 7 peut, à l'aide du bras de levier 15 (voir fig 2 a et 3) être déplacée sur une distance angulaire t sx Si le disque obturateur 7 est amené à tourner de telle sorte que son arête pilote 9 vienne occuper la position angulaire Q 1 = + 1 Max ' le'gaz de combustion peut pénétrer dans l'enceinte de travail 20 de la machine à gaz 2 en

passant à la fois par la fente 7 entrée de gaz délimi-

tée par l'arête pilote fixe 6 et une arête de carter 16

(ou la palette tournante 1 Od) et par la fente 18 (repré-

sent 6 e par des hachures croisées) dégagée par le passage 8 d'entrée de gaz ménagé dans le disque obturateur 7 et délimitée par le rotor 12, la paroi 19 de l'enceinte des palettes tournantes, la palette l Od et l'arête pilote 9, Si alors le rotor 12 tourne jusqu'à ce que la palette tournante 10 d franchisse l'arête pilote fixe 6, le volume de gaz déplacé est déterminé par les délimitations des palettes i Oa et 10 d ainsi que du rotor 12 et de l'enceinte

19 des palettes tournantes Ce volume s'agrandit à me-

sure que le rotor 12 continue de tourner, jusqu'à ce que le volume maximum de l'enceinte de travail soit atteint, ce qui, dans la position du rotor représentée, sera le cas entre les palettes tournantes 10 a et lob; à partir de là le gaz de combustion est refoulé dans le champ de la

sortie de gaz et cédé au moteur à explosion.

11 l -

La position q 1 = Ift max représentée à la fig 2 pour

l'artte pilote 9 correspond à la plage de charge partiel-

le inférieure (ralenti) du moteur à explosion l: ai,

par rotation du disque obturateur 7 dans le sens de rota-

tion de la machine à gaz 2, ql est modifié vers 0, le moteurà explosion se rapproche de la pleine charge t le remplissage le p I Ap gruy possible est donc atteint à la position (Pl O. L'augmentation du débit de gaz de combustinn véhiculé par la machine à gaz 2 est donc obtenue par agrandissement de la fente effective d'entr 4 e de gaz, c'est-h-dire de la

fente 18.

Ainsi, par rotation du disque obturateur 7 on peut,

dans les limites prescrites, assurer toutdégré de remplis-

sage souhaité du moteur à explosion, les arêtes pilotes

remplissant la fonction du volet d'étranglement habituel-

lement utilisé jusqu'à présent, sans toutefois qu'il se produise de perte notable par étranglement, parcs que les

différences manométriques en amont et en aval de la cham-

bre active h l'instant eonsidéré exercent sur la palette

une force qui, par l'intermédiaire des lèvres d'étanch'-

ité, erngendre sur le rotor 12 un couple qui est transmis

au moteur liar l'intermédiaire du mécanisme 14.

On voit à la fig 3 qu'N la place d'un disque obtura-

teur est disposée une arete pilote 22 qui peut tourner

autour de l'axe 11 des lamelles et s'étend dans l'ensem-

ble parallèlement à cet axe X cette arête forme l'extr'-

mité d'un segment de paroi tournante 23 de la paroi 19

de l'enceinte des palettes tournantes Le segmet de pa-

roi 23 s'étend sur une plage angulaire de la paroi 19

assez grande pour que son extrémité opposde à l'arête pi-

lote 22 agisse en tant quhrete pilote 24 pour le champ

de sortie de gaz 21 Un bras de levier 15 avec une arti-

culation 25 est solidaire du segment de paroi 23 (segment

pilote) et permet de faire tourner ce dernier, par exem-

ple lorsque ce bras est accouplé au commutateur du moteur

d explosion.

12 - La position, représentée à la fig 3, du segment pilote 23 avec l'arête pilote 22 en position 100 et l'arête pilote 24 en position 100 ' correspond à l'état de charge le plus bas (ralenti) du moteur à explosion un d 4 placement (rotation) en direction de la flèche 26

à peu près Jusqu'aux positions 101 et 101 ' respective-

ment correspondrait à la puissance maximale du moteur à explosion 1 fonctionnant purement en tant que moteur aspirant La distance angulaire entre les positions 101 101 ' et 103, 103 ' respectivement correspond alors aux puissances entre le moteur purement aspirant et le

moteur suralimenté Jusqu'à la puissance maximale de ce-

lui-ci. Dans tous les cas o la machine à gaz est utilisée

également en tant que suralimenteur du moteur à explo-

sion, le volume maximal d'aspiration de la machine à gaz correspond à celui du moteur à explosion -augment 6 de

l'accroissement de remplissage maximal souhait 6 Le dis-

positif selon la fig 3-peut cependant être mis en oeuvre exclusivement pour récupérer l'énergie d'étranglement lorsque le segment pilote 23 s'étend sur une distance indiqude par les positions 200 et 200 ' S cette situation

correspondrait au ralenti, alors que pour la pleine char-

ge du moteur à explosion les positions 201 et 201 ' seraient

déterminantes.

* La fig 4 montre dans le détail comment les lèvres d'étanchéité 13 a, 13 b du rotor 12 peuvent, par rapport aux palettes tournantes 10, être adapt 6 espar des ressorts 27 et des épaulements 28 dans le rotor aux sollicitations

dues aux pressions changeantes.

La fig 5 montre les courbes de consommation type d'un moteur à explosion ayant une cylindrée de 1300 cm 3: les courbes tracdes sur ce graphique correspondent

chacune à une consommation de carburant déterminée (para-

mètre), la courbe de gauche ayant été mesurée alors que celle de droite a été calculde en faisant l'hypothèse qu'une fraction égale à 75 % de l'énergie d'étranglement 13 -

peut être r 6 cupér 6 e avec le dispositif selon l'invention.

La fig 5 montre notamment pour la plage de charge infé-

rieure (parties inférieures des courbes) un net déplace-

ment de la consommatinn de carburant en direction de va-

leurs plus faibles Le modèle de calcul est basa sur

un processus de travail isotherme.

Le coefficient de récupératlnn d'énergie d'étran-

glement indiqu 4 (valeur moyenne) implique que les pertes mécaniques du moteur à gaz soient évitées dans la plus grande mesure possible i c'est ainsi que par exemple pour un suralimenteur de forme allongée à palettes tournantes

et à deux chambres comportant trois palettes avec un vo-

lume initial d'entrée de gaz de 780 cm 3,uine longueur de fente de 430 mm et une vitesse de rotation maximale de 7500 tours/min ainsi qu'un coefficient de frottement des lèvres d'6 tanchéité de 0,18 il faut ramener le volume véhiculé à 660 cm 3, la longueur de fente a 270 mm et le coefficient de frottement des lèvres d'étanchéité à 0,08

et porter à 8250 tours/min la vitesse de rotation maxi-

maie j aen outre, en tirant parti de l'action de la force

centrifuge sur les lèvres d'étanchéité aux vitesses éle-

v 6 es, la précontrainte sur ces dernières devrait ttre

diminuée D'autres dispositions peuvent consister à ré-

duire les fuites aux fentes par un garnissage du moteur et du contour intérieur du carter ainsi que le frottement des lèvres d'étanchéité en utilisant des matériaux traités

en surface.

Avec le dispositif selon l'inventinn le froid qui est produit dans la plage de charge partielle par suite de

l'expansion des gaz peut être mis a profit pour la clima-

tisation de systèmes sur le moteur a explosion ou l'ap-

pareil de travail dans lequel ce dispositif est utilisé.

En outre, une régulation partiellement quantitative du remplissage dans la plage de charge partielle est également

possible dans le cas de moteurs Diesel, d'o une réduc-

tion do N Ox en évitant un recyclage de gaz d'échappement.

14 -

Claims

REVENDICATIONS

1 Proc 4 dé de régulation du remplissage de moteurs à explosion par du gaz de combustion, remarquable en ce que le gaz de combustinn est conduit à travers une machine à gaz accoupl 6 e dynamiquement au moteur à explosion et dont le débit est, au moyen d'un système pilote

sur le moteur à gaz, modifié 6 dans le sens de la varia-

tion de charge désir 6 e.

2 Procédé selon la revendicatinn 1, remarquable en

ce que 4 a machine à gaz est utilisée comme moteur à gaz.

3 Procddé selon la revendication 1 ou 2, remarqua-

ble en ce que la machine à gaz est utilisée comme sura-

limenteur.

4 Procdé selon l'une quelconque des revendica-

tions pbécédentes, remarquable en ce qu'il est mis en oeuvre isothermiquement,

Procédé selon l'une quelconque des revendications

pré 26 dentes, remarquable en ce que le gaz de combustion est préchauffé par l'intermédiaire de l'énergie mécanique

libérée par la machine à gaz.

6 Procdd 6 selon l'une quelconquedes revendications

préc 6 dentes, remarquable en ce qu'au moyen de la pression du gaz de combustion présente entre le moteur à explosion et la machine à gaz, on règle le dosage de carburant au

moteur a explosinn.

7 Procédé selon l'une quelconque des revendications

précédentes, remarquable en ce que lorsque la charge du moteur à explosion à auto-allumage est extrêmement faible, et/ou lors du démarrage à froid, on maintient dans la

tubulure d'aspiration une pression supérieure à la prcs-

sinn environnante.

8 Procfdé selon l'une quelconque des revendications

préc 6 dentes, remarquable en ce que la pression de pointe dans la tubulure d'aspiration est réglée en fonction de

la température du moteur.

9 Proc 6 d 6 selon l'une quelconque des revendications

-

1 à 7, remarquable en ce que dans la tubulure d'aspira-

tion la pression absolue est réglée indépendamment

de la pression extérieure.

Procddé selon l'une quelconque des revendica-

tions 1 à 7, remarquable en ce que l'on détermine en fonc- tion du niveau de pression dans la tubulure d'aspiration le ddbit de gaz d'6 chappement recycl 6, et en ce que les pertes par étranglement au moteur sont maintenues faibles

au moyen de la récup 6 ration de l'6 nergie.

11 Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, remarquable par le fait qu'au moteur à explosion ( 1) est accouplée une machine à gaz ( 2) munie d'un système pilote ( 3) pour faire varier le

d 6 bit de gaz de combustion.

12 Dispositif selon la revendication 11, remarqua-

ble en ce que le rppport entre les vitesses du moteur h explosion ( 1) etde la machine h gaz ( 2)i est fixe et en ce que le système pilote ( 3) a la forme d'une arête pilote d 6 plaçable ( 9:22) dans le champ de l'entrée de gaz ( 5) de

la machine à gaz ( 2).

13 Dispositif selon la revendication 11, remarqua-

ble en ce que le rapport entre les vitesses du moteur ( 1)

et de la machine à gaz ( 2) est fixe et en ce que le sys-

tème pilote ( 3) est constitué par une valve d'admission

dans la machine à gaz, à durée d'ouverture variable.

14.Dispositif selon la revendication 11, remarquable par un rapport fixe entre le moteur à explosion ( 1) et la machine à gaz ( 2) et par la possibilité de faire varier

le volume de travail de cette dernière.

15 Dispositif selon la revendication 11, remarquable

en ce que le rapport des vitesses entre le moteur à explo-

sion ( 1) et la machine à gaz ( 2) est variable.

16 Dispositif selon la revendication 11, remarquable en ce que la machine à gaz ( 2) est un moteur à lamelles dans lequel sont prévues, dans le champ de l'entrée de gaz ( 5), une arête pilote ( 6) fixe disposée radialement

251616 ?

16 -

sur le carter ( 4) du dit moteur ( 1) et un disque obtura-

teur ( 7) rotatif disposé axialement et comportant un passage

d'entrée de gaz ( 8) muni d'une autre arête pilote ( 9).

17 Dispositif selon la revendication 12, remarqua-

ble en ce que la machine a gaz ( 2) est un moteur à lamel- les dans lequel est disposée, dans le champ de l'entr 6 e de gaz ( 5), une arête pilote ( 22) qui peut tourner autour de l'axe ( 11) des lamelles et s'étend dans son ensemble

parallèlement à cet axe.

18 Dispositif selon l'une quelconque des revendica-

tians Il à 17, remarquable en ce que la machine à gaz ( 2) est un moteur à lamelles dans lequel est disposée, dans le champ de la sortie de gaz ( 21), une arête pilote ( 24) qui peut tourner autour de l'axe ( 11) des lamelles

et s'ftend dans son ensemble parallèlement à cet axe.

19 Dispositif selon les revendications 17 et 18

ensemble, remarquable en ce que les arêtes pilotes ( 22 i,

24) sont accouplées l'une à l'autre.

Dispositif selon l'une quelconque des revendi-

catinns Il à 19, remarquable en ce que la machine à gaz 2) est un moteur à palettes rotatives dans lequel les lèvres d'étanch 6 ité ( 13 a,13 b) entre le rotor ( 12) et les palettes rotatives ( 10 a, l Ob, l Oc, 10,) sont montées de façon fixe d'un côté, de façon élastique de l'autre

côté de ces palettes.

21 Dispositif selon l'une quelconque des revendica-

tions 11 à 20, remarquable en ce que le champ de la sortie

de gaz ( 21) de la machine à gaz ( 2) est chauff 6.

22 Dispositif selon l'une quelconque ds revendica-

tions Il à 21, remarquable en ce que le système pilote ( 3) comporte un élément de manoeuvre (bras de levier 15) relié

au régulateur de charge du moteur à explosion ( 1).

23 Dispositif selon l'une quelconque des revendica-

tions 1 11 22, remarquable en ce qu'il comporte un d*tsc-

teur de pression (la) disposé entre le champ de la sortie

de gaz ( 21) de la machine à gaz ( 2) et la tubulure d'aspi-

- 17 - ration du moteur à explosion ( 1), ce détecteur étant suivi par un organe positionneur (lb) pour la régulation

du dosage de carburant au moteur à explosion ( 1).

24 Dispositif selon la revendication 23, remarqua-

ble en ce que l'organe positionneur (lb) comporte un

microprocesseur (lc).