FR2528115A1 - Procede et installation pour determiner le taux de recyclage des gaz d'echappement dans les moteurs a combustion interne - Google Patents

Abstract

A.L'INVENTION CONCERNE UN PROCEDE ET UNE INSTALLATION POUR DETERMINER LE TAUX DE RECYCLAGE DES GAZ D'ECHAPPEMENT DANS LES MOTEURS A COMBUSTION INTERNE, EN COMPARANT UNE VALEUR DE CONSIGNE DE CE TAUX AVEC UNE VALEUR REELLE RAPPORTEE A L'ETAT DU MOTEUR, L'ECART DE REGLAGE AGISSANT SUR UN ORGANE DE MANOEUVRE 16 DISPOSE DANS LA CONDUITE DE RECYCLAGE 40. LE PROBLEME RESOLU CONSISTE A ASSURER UN REGLAGE PRECIS ET OPTIMAL. B.LE PROCEDE EST CARACTERISE EN CE QU'ON CAPTE ET ON EXPLOITE LA TEMPERATURE T4 DES GAZ D'ECHAPPEMENT EN TANT QUE MESURE DE LA CHARGE DU MOTEUR. C.L'INVENTION EST APPLICABLE NOTAMMENT AUX MOTEURS DIESEL.

Description

Procédé et installation pour déterminer le taux de recyclage des gaz

d'échappement dans les moteurs à combustion interne ". 5 Linvention a pour objet un procédé pour déterminer le taux de recyclage des gaz d échappement dans les moteurs à combustion interne, notamment les moteurs Diesel, une valeur de consigne de ce taux étant comparée avec une valeur réelle rapportée à l'état du moteur à combustion 10 interne, l'écart de réglage étant mis en action sur un organe de manoeuvre disposé dans la conduite de recyclage des gaz d'échappement qui relie le domaine des gaz d'échappement au domaine d'amenée d'air. Elle s'étend à une installation pour la mise en 15 application du procédé. Il est connu (brevet de E U A N O 4 060 065), pour déterminer le taux de recyclage des gaz d'échappement dans les moteurs à combustion interne, à savoir dans les moteurs Diesel, de capter par des mesures de températures 20 une première donnée exploitable à des fins de régulation. ces mesures étant effectuées dans le domaine d'entrée du moteur Diesel et indiquant finalement le rapport massique du flux d'air frais envoyé au moteur au flux de gaz d'échappement recyclés Par formation de différence 25 appropriée, on obtient dans l'installation connue un signal utilisé en tant que valeur réelle à la sortie d'un circuit de calcul électronique du taux de recyclage des

2 gaz d'échappement, ce taux étant combiné dans un disposi- tif comparateur avec un signal constituant dans ce cas la valeur de consigne du taux de recyclage des gaz d échappe- ment, l'écart de réglage étant la grandeur de commande 5 d un organe de manoeuvre, par exemple d'une soupape dis- posée dans la conduite de recyclage des gaz d 4 échappement. La valeur de consigne peut alors être soit une valeur constante prédéterminée, par exemple une tension de compa- raison, soit un signal obtenu à partir de valeurs caracté- 10 ristiques de fonctionnement déterminées du moteur à com- bustion interne, par exemple composé à partir d'un signal de vitesse de rotation, d'un signal de vide à l'admission et d'un signal de température général du moteur à combus- tion interne. 15 -Dans l'installation connue, il est désavantageux qu'on n'essaye pas du tout de régler un taux de recyclage optimal des gaz d'échappement et que, même si l'on opère avec une valeur de consigne variable, celle-ci ne soit obtenue que d'une façon tout à fait générale à partir de 20 taux de fonctionnement du moteur à combustion interne sans indications plus précises à ce sujet Il est pour- tant indispensable, notamment et non pas en dernier lieu parce que la pollution de l'environnement devient toujours plus forte et que l'énergie est rare d'une façon générale, 25 de conduite un moteur Diesel de façon aussi précise que possible suivant ses données de fonctionnement générales Il y a lieu notamment de maintenir le taux de recyclage des gaz d'échappement dans le domaine optimal de façon aussi précise que possible, bien entendu avec la plus 30 faible dépense possible On compense ainsi notamment un dégagement de fumées inadmissibles, les défauts du moteur, une combustion éventuellement incomplète et des manifes- tations similaires. Pour déterminer le taux de recyclage des gaz 35 d'échappement, il est en outre connu de prévoir des sys-

3 tèmes commandés par voie mécanique ou réglés par voie mécanique avec une mesure des débits d'air et de carbu- rant De tels systèmes sont compliqués et onéreux ; ils peuvent être soumis à des influences de vieillissement 5 accrues. La présente invention a pour-but de créer un procédé et une installation pour déterminer le taux de recyclage des gaz d'échappement dans les moteurs Diesel, convenant pour la mise en application avec des types quelconques de 10 systèmes d'alimentation en carburant pour moteurs Diesel et permettant, en captant les réactions du moteur, un réglage particulièrement précis du taux de recyclage des gaz d'échappement. A cet effet, l'invention concerne un procédé du 15 type ci-dessus, caractérisé en ce qu'on capte la tempéra- ture des gaz d'échappement en tant que mesure de la con- aition ce charge du moteur à combustion interne et on l'exploite pour la régulation du taux de recyclage des gaz d'échappement lorsque la valeur de consigne varie. 20 L'installation pour la mise en application du pro- cédé est caractérisé en ce qu'elle comporte dans la tubulure d'échappement du moteur à combustion interne, en amont de l'emplacement d'embouchure de la conduite de recyclage des gaz d'échappement, un emplacement de mesure 25 de température pour déterminer la température des gaz d'échappement déterminante pour la condition de charge du moteur à combustion interne, la valeur de sortie correspondante étant envoyée à un régulateur pour actionner un organe de manoeuvre dans la conduite de recyclage des 30 gaz d'échappement. Le procédé et l'installation conformes à l'inven- tion ont pour avantage que pour déterminer une grandeur de réglage servant de base, on se réfère à la condition de charge effective du moteur à combustion interne, de 35 sorte que le taux de recyclage des gaz d'échappement peut

4 être réglé de façon précise à la valeur optimale pour chaque vitesse de rotation, Il est encore particulièrement-avantageux que pour capter la condition de charge, on n'ait à effectuer 5 qu'une mesure de la température des gaz d'échappement, de préférence le plus près possible de la soupape d'échappe- ment On a en effet constaté, conformément à l'invention, que le taux de recyclage optimal des gaz d'échappement était en relation univoque avec la température des gaz 10 d'échappement du moteur à combustion interne Des mesures -appropriées donnent donc une famille de courbes qui peu- vent être utilisées directement pour le réglage du taux de recyclage optimal des gaz d'échappement. Il est en outre avantageux que le système conforme 15 à l'invention pour déterminer le taux de recyclage des gaz d'échappement détecte les réactions chimiques et thermodynamiques du moteur, de sorte qu'on obtient auto- matiquement un comportement de dérive dans la bonne direction au cas o un tel comportement de dérive a lieu. 20 L'invention convient aussi bien pour des pompes à réglage mécanique que pour des pompes à réglage électrique Elle peut donc fonctionner avec des pompes de tous types Il n'est pas nécessaire de prévoir des pompes particulières ou des circuits à basse pression. 25 Avec la présente invention, il est en outre avanta- geux que le signal de charge basé sur une mesure de tem- pérature pour régler une pression d'air variable se com- pense de lui-même En effet, avec une masse d'air plus faible, une masse de carburant de valeur inchangée conduit 30 à une valeur de température plus élevée des gaz d'échappe- ment Il en résulte que l'installation corrige en consé- quence, par la régulation qu'elle effectue, le taux de recyclage des gaz d'échappement. Des dispositions indiquées dans la suite permettent 35 d'obtenir des modes de réalisation avantageux et des per- 2528 1 t 5 5 fectionnements de l'invention On peut ainsi effectuer une compensation de l'influence de la température exté- rieure variable par formation de la différence entre la température des gaz d'échappement mesurée relativement 5 à la condition de charge et la température de l'air am- biant Au lieu de la mesure de la température de lair ambiant, on peut aussi envisager de façon avantageuse une mesure de la température de l'air d'admission immédiate- ment devant la soupape d'admission La différence de tem- 10 pérature ainsi obtenue (température des gaz d'échappentent moins température de l'air d'admission à la soupape d'admission) a pour avantage d'être plus proche du comportement thermodynamique du moteur. Si, suivant un développement avantageux de la pré- 15 sente invention, on prend le signal de différence de tem- pérature en tant que valeur réelle pour le réglage du recyclage des gaz d'échappement et on obtient la valeur de consigne à l'aide d'une mesure de débit d'air et de l'exploitation de la vitesse de rotation correspondante 20 du moteur, on obtient encore dans ce cas une exploitation simple du signal par l'intermédiaire de sondes de température, les tolérances des capteurs de température, des écarts éventuels du début d'injection et les variations de la température de l'air d'admission n'entralnent que 25 de très faibles erreurs possibles de l'indice X L'invention sera mieux comprise en regard de la description ci-après et des dessins annexés représentant des exemples de réalisation de l'invention, dessins dans lesquels 30 la figure 1 est une vue schématique d'une instal- lation de recyclage de gaz d'échappement à commande ther- mique pour moteurs Diesel ; -la figure 2 représente sous forme de courbes, pour une vitesse de rotation donnée, la relation qui existe en- 35 tre le taux de recyclage des gaz d'échappement ainsi que

6 la température de ces gaz et la charge du moteur à com- bustion interne ; la figure 3 et la figure 4 représentent, pour un autre exemple de réalisation de la présente invention, 5 dans lequel la température des gaz diéchappement est éga- lement exploitée en tant que signal de charge, le dispo- sitif de mesure pour la détermination d'un champ de caractéristiques en vue du taux de recyclage optimal des gaz d'échappement et le montage régulateur pour le trai- 10 tement des données obtenues pour le moteur à combustion interne ; la figure 5 représente sous forme d'un champ de caractéristiques pour différentes vitesses de rotation la relation existant entre la température des gaz d'échap- 15 pement ou la différence entre la température des gaz d'échappement et la température de l'air d'admission et le débit d'air aspiré. L'idée de base de la présente invention consiste à utiliser un signal de température des gaz d'échappement 20 en tant que donnée pour la charge qui intervient en tant que signal essentiel pour le réglage d'un moteur Diesel suivant un taux de recyclage optimal des gaz d'échappe- ment. Sur la figure 1, on a désigné par 1 le moteur à 25 combustion interne, c'est-à-dire le moteur Diesel dont on doit régler le taux de recyclage des gaz d'échappement. La conduite 40 de recyclage des gaz d'échappement débou- che en 3 dans la tubulure d'admission 2 On obtient ainsi, sensiblement en 4, derrière l'emplacement d'embouchure, 30 un mélange homogène des gaz aspirés par suite de la tur- bulence qui se produit La température T 3 du mélange gazeux aspiré, mesurée sensiblement dans ce domaine, est alors utilisée, comme cela sera expliqué plus loin, en liaison avec d'autres signaux de mesure de température, 35 pour déterminer la valeur réelle du taux de recyclage des

7 gaz d'échappement (dans cet exemple de réalisation). Un autre emplacement de mesure de température est prévu en 5 pour mesurer la température TI de l'air d'ad- mission Cet emplacement de mesure peut être situé der- 5 rière une turbosoufflante à gaz d'échappement 6 éventuellement prévue et indiquée en trait interrompu L'emplace- ment de la turbine de cette turbosoufflante à gaz d'échappement est indiqué en 8 dans la zone de la tubu- lure d'échappement 7. 10 Pour compléter les données de mesure nécessaires pour déterminer la valeur réelle du taux de recyclage des gaz d'échappement, il est encore prévu finalement un emplacement de mesure de température 9, à savoir devant la zone d'embouchure des gaz d'échappement recyclés dans 15 la tubulure d'admission On peut ainsi déterminer la tem- pérature T 2 des gaz d'échappement recyclés Au cas o on le désiie, conime cela est indiqué en 10 en trait inter- rompu, le volume prévu pour la mesure des températures T 1, T 2 et T 3 peut être calorifugé. 20 Conformément à la figure 1, il est enfin encore prévu deux autres emplacements de mesure de température en 11 pour la détermination de la température TO de l'air ambiant et en 12 pour la détermination de la température T 4 des gaz d'échappement. 25 Les réalisations qui suivent se rapportent d'abord à l'obtention d'une donnée de valeur réelle pour le taux A de recyclage des gaz d'échappement Le tableau suivant résume à nouveau les différentes données de température des emplacements de mesure qui viennent d'être mention- 30 nés TO = température de l'air ambiant Tl = température de l'air d'admission T 2 = température des gaz d'échappement recyclés T 3 = température du mélange gazeux aspiré 35 T 4 = température des gaz d'échappement.

8 A l'emplacement de mélange de l'embouchure de la conduite 40 de recyclage des gaz d'échappement dans la tubulure d'admission, la quantité de chaleur fournie par les gaz d'échappement lors du mélange est égale à la 5 quantité de chaleur absorbée par l'air frais qui arrive On a donc Qéchappement Qair ( 1) On en tire 10 A CPA ( 12 T 3) = m L r CPL (T 3 Tl) ( 2) m et m L désignent respectivement les débits ou quantités par unité de temps de gaz & échappement et d'air frais. CPA et CPL désignent les chaleurs spécifiques à pression 15 constante de l'air et des gaz d'échappement On peut ad- mettre que le rapport des chaleurs spécifiques demeure en tout cas constant en fonction de la température Il en résulte pour le rapport de recyclage des gaz d'échappe- ment 20 m A CPA (T 2 T 3) A = C m L CPL (T 3 T 1) ( 3) ou en simplifiant et pour T 2 g Tl 25 A = (T 2 T 13) ( 4) (T 3 Tl) Conformément à la figure 1, il est prévu, par exemple, un circuit de calcul 13 pour déterminer le taux effectif A de recyclage des gaz d'échappement (valeur 30 réelle) Ce circuit de calcul peut en principe être cons- titué de façon quelconque Dans la forme représentée, il est prévu deux amplificateurs de différence 13 a et 13 b dans lesquels on forme la différence des températures telles qu'elles sont indiquées dans la formule Les 35 valeurs de sortie de ces amplificateurs sont alors envoyées

9 à un autre organe de calcul 13 c qui met en rapport les deux différences de températures Cet organe est de pré- férence constitué également par un amplificateur de diffé- rence ou un amplificateur opérationnel On obtient alors 5 la valeur réelle A du taux re recyclage des gaz d'échap- pement à la sortie de cet amplificateur. A partir de ce qui précède, on voit que les deux différences de températures T 2-T 3 et T 3-Tl déterminent le rapport des masses des deux flux élémentaires (air 10 frais et gaz d'échappement) La simplification effectuée suivant laquelle les deux chaleurs spécifiques CPL et CPA sont sensiblement égales (CPL t c PA) n'entraîne que des écarts résultants du second ordre qui peuvent dans certains cas être étalonnés. 15 Un tel dispositif de mesure de masses, basé simple- ment sur des mesures thermiques, fonctionne en tout cas de façon impeccable tant que Tl est différente de T 2, ce qui est toujours le cas pour des moteurs atmosphériques et qui arrive également pour des moteurs suralimentés. 20 Mais, en variante à l'exemple de réalisation du circuit de calcul 13, on peut aussi déterminer les diffé- rences de température en utilisant pour la mesure des thermocouples branchés en opposition En tant qu'éléments thermoélectriques, on peut envisager avantageusement des 25 couples à fils normaux ou des couches métalliques dépo- sées par métallisation sur des plaques porteuses minces et qui se recouvrent partiellement De tels éléments de mesure sont robustes au point de vue mécanique et présen- tent une grande surface par rapport à leur volume, ce qui 30 donne un temps de réponse réduit. Pour une vitesse de rotation donnée, il est alors nécessaire d'associer le taux A de recyclage des gaz d'échappement à la charge Pe du moteur à combustion in- terne Suivant un mode de réalisation avantageux de la 35 présente invention, on utilise, en tant que mesure cor-

10 recte de la charge du moteur, la température T 4 des gaz d'échappement (ou la différence de températures T 4-TO si l'on doit faire intervenir une donnée relative à la tem- pérature de l'air ambiant L'utilisation de la tempéra- 5 ture T 4 des gaz d'échappement en tant que mesure de la charge est particulièrement avantageux lorsqu'on peut admettre un début dlinjection constant ou maintenu de façon précise suivant un champ de caractéristiques Une telle mesure de température évite les mesures de couples l O moteurs difficiles à effectuer En variante, on pourrait aussi envisager le cas échéant pour la détermination de la charge du moteur la position du levier de réglage de la durée d'injection. Les courbes de variation tracées sur la figure 2 15 montrent que le recours à la température des gaz d'échap- pement pour la donnée de charge est correcte Ces courbes représentent schématiquement les variations en fonction de la charge Pe du taux de recyclage des gaz d'échappe- ment (courbe I) ainsi que de la température T 4 des gaz 20 d'échappement ou de la différence de températures T 4-TO (courbe II) Les courbes de consigne indiquées pour A et pour T 4 ou pour T 4-TO sont valables pour une vitesse de rotation N = constante. Le signal de température T 4 est en mesure de com- 25 penser au moins partiellement une pression d'air exté- rieur variable En effet, avec une masse d'air m L plus faible, une masse de carburant de valeur inchangée con- duit à une valeur de T 4 plus élevée qui corrige l'installation en conséquence par l'intermédiaire de la varia- 30 tion du taux A de recyclage des gaz d'échappement. De même, des défauts du moteur (défauts d'étanchéité des pistons et des soupapes, pouvant entraîner finalement une plus faible quantité d'air, injecteurs en mauvais état ayant pour conséquence une combustion incomplète) 35 sont également compensés par une commande thermique d'en-

semble Il en résulte qu'on évite les fumées inadmissi- bles ou on les réduit au moins considérablement. Une température extérieure variable est captée par la formation de la différence T 4-TO. 5 Un mode de réalisation de la présente invention est caractérisé en ce que pour corriger les données thermi- ques obtenues, on peut avoir recours à la température d'un élément de construction type du moteur lui-même, par exemple par mesure de la température du siège de la sou- 10 pape d'échappement On arrive ainsi à capter de façon correcte l'état thermique du moteur. En outre, lors, de la mesure de Tl et T 2, il y a lieu de veiller à ce que les flux partiels ne s'influen- cent pas en amont, c'est-à-dire qu'il y ait des trajets 15 de mesure suffisamment longs A l'emplacement de la mesure de T 3, il y a lieu de garantir un mélange homogène des flux partiels, ce qui peut être obtenu à l'aide de tôles de turbulence disposées dans la tubulure d'admission ou par d'autres moyens garantissant un mélange suffi- 20 sant La mesure de T 4 doit être effectuée de manière que le contenu d'énergie dynamique de l'écoulement des gaz d'échappement puisse être déterminé de façon reproducti- ble. Bien que la mesure de température soit en principe 25 relativement lente, le comportement dans le temps d'une telle commande thermique est relativement favorable, en tenant compte également de ce que, par rapport aux autres. mesures de températures, on a une variation relativement rapide de la température T 4 des gaz d'échappement Dans 30 le cas d'un moteur atmosphérique, la température Tl est du reste quasi-constante en tant que température de l'air d'admission, T 2 ne varie que lentement en raison de la capacité thermique des conduites et T 3 varie avec la rapidité de réglage de l'installation de recyclage des 35 gaz d'échappement, le temps correspondant étant sensible-

12 ment compris entre 0,3 et 1 s. Un autre mode de réalisation avantageux de la pré- sente est caractérisé en ce que, pour améliorer le comportement de réglage, on utilise une commande préalable 5 par l'intermédiaire de la position du levier de manoeuvre du régulateur de la pompe Lorsque les conditions de pré- cision ne sont pas sévères, on peut aussi dans certains cas faire appel exclusivement à la position du levier de manoeuvre en tant que donnée de charge. 10 Suivant un autre mode de réalisation, il est enfin possible, pour les moteurs à combustion interne munis d'organes de réglage du début d'injection pour obtenir de bonnes valeurs caractéristiques des gaz d'échappement, d'utiliser en liaison avec la présente invention, les 15 signaux provenant de ces organes, c'est-à-dire par exem- ple les signaux de début d'injection et les signaux de durée d'injection (signaux SD) En combinaison avec la mesure décrite du taux de recyclage des gaz d'échappement, une mesure de la durée d'injection peut alors suffire en 20 tant qu'information de charge. Il est clair qu'on peut effectuer la combinaison des données de températures obtenues en tant que valeurs de consigne aussi bien au moyen de champs de caractéris- tiques que de courbes caractéristiques, en variante ou en 25 complément du circuit de calcul 13 mentionné précédem- ment Ce circuit de calcul doit être encore complété par un régulateur 14 branché à la suite La valeur réelle du taux A de recyclage des gaz d'échappement est envoyée à partir du circuit de calcul 13 à l'une des entrées de ce 30 régulateur 14 A l'autre entrée de ce régulateur est envoyé le signal de charge qui est, en tant que valeur de consigne, à combiner avec la valeur réelle Entre l'empla- cement de mesure de la température T 4 des gaz d'échappement et le régulateur 14, on peut encore brancher un autre 35 élément de calcul 15, par exemple un simple organe d'addi-

13 tion, pour effectuer si on le désire la combinaison avec la température ambiante TO Comme indiqué en trait inter- rompu, la sortie du régulateur 14 est alors reliée à un organe de manoeuvre 16 disposé dans la conduite 40 de 5 recyclage des gaz d'échappement, cet organe pouvant être constitué par une soupape de réglage de construction quelconque; Dans la tubulure d'admission 2, on peut en- core prévoir aussi une soupape de réglage 16 ' en variante et en complément On peut ainsi également régler à la 10 valeur désirée le taux effectif de recyclage des gaz d'échappement à partir de la sortie du régulateur-14. Enfin, un mode de réalisation particulièrement avantageux de la présente invention est caractérisé en ce que, conformément aux figures 3, 4 et 5, on utilise bien 15 également la température T 4 des gaz d'échappement pour régler le taux A de recyclage des gaz d'échappement d'un moteur Diesel, en faisant appel le cas échéant en tant que différence de températures à T 4-Tl (température des gaz d'échappement-température de l'air d'admission pour 20 les moteurs atmosphériques ou à la différence entre la température T 4 des gaz d'échappement et la température de l'air derrière la soufflante dans un moteur à turbosouf- flante de suralimentation La réalisation de la présente invention représentée sur les figures 3, 4 et 5 est basée 25 sur la constatation qu'on doit d'abord réaliser un champ de caractéristiques représentant sous forme de courbes les variations de la température T 4 des gaz d'échappement ou de la différence T 4-Tl en fonction de la charge du moteur à combustion interne, de la masse d'air aspirée 30 m L ainsi que de la vitesse de rotation N du moteur Ce champ de caractéristiques est représenté sur la figure 5. La figure 3 représente la construction d'une installation de mesure, cette figure représentant également de façon schématique la construction de principe d'un moteur à 35 combustion interne Il est prévu un débitmètre d'air 20

14 associé au moteur l' et disposé à 1 entrée de la tubu- lure d'admission 2 , ce débitmètre déterminant le débit partiel d'air frais dans le débit total de I air envoyé au moteur à combustion interne La figure représente 5 également un appareil de mesure de vitesse de rotation 21 qui peut fournir à sa sortie une suite d'impulsions rectangulaires en proportion de la vitesse de rotation. Une soupape de manoeuvre 22 est disposée dans la conduite 40 de recyclage des gaz d'échappement, cette soupape 10 étant soumise à l'influence du régulateur du taux de recyclage des gaz d'échappement. Si l'on considère d'abord la vue de principe de la figure 3 en tant que circuit de mesure, on obtient des courbes pour chacune des différentes charges p e du moteur 15 à combustion interne à chaque vitesse de rotation consi- dérée comme constante Ces courbes représentent le comportement de la température T 4 des gaz d'échappement ou de la valeur de la différence T 4-Tl en cas de variation du taux de recyclage des gaz d'échappement. 20 Pour faciliter la compréhension, on renverra à ce qui suit : Les courbes de charge repérées par des points de mesure représentés par des rectangles se rapportent à une vitesse de rotation constante de 800 tours par minute Les points de mesure tracés en forme de croix et 25 qui sont reliés entre eux par des tronçons de courbes fournissent différentes courbes de charge pour une vites- se de rotation constante N égale à 1000 tours par minute. Les repères de forme circulaire se rapportent à des cour- bes de charge tracées pour une vitesse de rotation cons- 30 tante N égale à 2000 tours par minute Les courbes de charges présentant des repères triangulaires donnent des valeurs de mesure relatives à une vitesse de rotation constante N égale à 3000 tours par minute Pour faciliter la compréhension, les différentes caractéristiques compor- 35 tent en leurs points d'extrémité de droite, dans le plan

15 de figure l'indication de charge du moteur à combustion interne considéré, cette indication de charge étant déter- minante et constante pour cette caractéristique Le long de chaque caractéristique, vers la gauche sur la figure. 5 la température T 4 des gaz d'échappement ne varie d abord que modérément, à savoir en augmentant Dans ces condi- tions, le débit d'air frais m L envoyé au moteur à combus- tion interne devient plus faible, c'est-à-dire que le taux de recyclage des gaz d'échappement augmente - 10 Il est maintenant possible d'introduire dans ces caractéristiques individuelles la différence de tempéra- tures T 4-TI pour le taux de recyclage optimal des gaz dléchappement On relie alors entre eux les points à vitesse de rotation constante (lignes en traits épais). 15 On obtient ainsi sur la figure 5 des courbes désignées par III à VI et correspondant respectivement aux vitesses de rotation de 800 tours/minute, 1000 tours/minute, 2000 tours/minute et 3000 tours/minute Ces courbes permettent de voir qu'il existe une relation univoque entre 20 la différence de températures T 4-Tl ou la seule tempéra- ture des gaz d'échappement et la masse d'air aspirée. Suivant cet aspect partiel de la présente invention, on effectue la régulation le long de ces courbes pour obte- nir le taux optimal A de recyclage des gaz d'échappement. 25 La figure 4 représente sous forme d'un schéma par blocs un exemple de réalisation possible d'une telle ins- tallation de réglage pour le recyclage des gaz d'échappe- ment On voit que l'on utilise également dans ce cas la température des gaz d'échappement, mais cependant ici en 30 tant que valeur réelle correspondant au signal de charge, cette valeur étant envoyée au noeud de comparaison ou d'addition 23 pour être combinée avec une valeur de con- signe du taux de recyclage des gaz d'échappement Le bloc déterminant la différence de températures T 4-Tl corres- 35 pondant au signal de charge est un détecteur de tempéra-

16 ture 24 Pour déterminer une différence de températures de consigne, on opère de manière qu'un circuit de calcul 25 détermine la valeur de consigne à partir des signaux qui lui sont envoyés et qui correspondent aux mesures 5 instantanées de la masse dair aspirée et de la vitesse de rotation N du moteur Le détecteur 25 prévu pour dé- terminer le débit d-air aspiré peut donc correspondre au débitmètre d'air 20 représenté surla figure 3, tandis que le capteur 26 prévu pour la vitesse de rotation n 10 du moteur peut être constitué par le bloc 21 de la figure 3 En 23 a lieu la comparaison de la différence de tempé- ratures de consigne formée à partir du débit d'air et de la vitesse de rotation du moteur avec la différence de températures de consigne Si la température de consigne 15 s'écarte de la température réelle, le régulateur 27 de recyclage des gaz d'échappement monté après l'emplacement de comparaison 23 ouvre ou ferme en conséquence la sou- pape 22 disposée dans la conduite 40 ' de recyclage des gaz d'échappement Si la valeur réelle est supérieure à 20 la valeur de consigne, il se produit une fermeture plus importante de la soupape 22, ce qui fait que la masse d'air aspirée varie Une nouvelle différence de tempéra- tures de consigne est alors déterminée à partir de la nouvelle masse d'air et de la vitesse de rotation du 25 moteur, cette différence étant à nouveau comparée avec la différence de températures réelle, également nouvelle Le réglage a lieu Jusqu'à ce que la valeur de consigne et la valeur réelle coïncident.

Claims (7)

R E V E N D I C A T I O N S

10) Procédé pour déterminer le taux de recyclage des gaz d'échappement dans les moteurs à combustion inter- ne, notamment les moteurs Diesel, une valeur de consigne 5 de ce taux étant comparée avec une valeur réelle rapportée à l'état du moteur à combustion interne, l'écart de régla- ge étant mis en action sur un organe de manoeuvre ( 16, 22) disposé dans la conduite ( 40, 40 ') de recyclage des gaz d'échappement qui relie le domaine des gaz d'échappe- 10 ment au domaine d'amenée d'air, caractérisé en ce qu'on capte la température (T 4) des gaz d'échappement en tant que mesure de la condition de charge du moteur à combus- tion interne et on l'exploite pour la régulation du taux de recyclage des gaz d'échappement lorsque la valeur de 15 consigne varie

20) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que pour déterminer la valeur réelle du taux de recyclage des gaz d'échappement, on effectue des mesures de températures se rapportant à la température (TI) de 20 l'air d'admission devant l'emplacement de mélange de l'air d'admission avec les gaz d'échappement recyclés, à la température (T 2) des gaz d'échappement recyclés dans la conduite ( 40) de recyclage des gaz d'échappement avant l'emplacement de mélange ainsi qu'à la température (T 3) 25 du mélange gazeux aspiré derrière l'emplacement de mélan- ge et en ce qu'on combine entre elles les valeurs de tem- pératures obtenues suivant la formule (T 2-T 3) (T 3-Tl) et on les envoie à l'entrée d'un régulateur ( 14).

30) Procédé selon l'une ou l'autre des revendica- 30 tions 1 et 2, caractérisé en ce qu'on envoie à l'autre entrée du régulateur la température (T 4) des gaz d'échap- pement indiquant la condition de charge du moteur Diesel, le cas échéant sous forme de différence de températures (T 4-TO) avec la température de l'air ambiant ou avec la 35 température de l'air d'admission immédiatement avant la soupape d admission.

50) Installation pour la mise en application du procédé selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte dans la tubulure d'échappement ( 7) du moteur à combustion interne, en amont de l'emplacement d-embouchure de la conduite ( 40, 40 ') de recyclage des 25 gaz d'échappement, un emplacement de mesure de température pour déterminer la température (T 4) des gaz d'échappement déterminante pour la condition de charge du moteur à com bustion interne, la valeur de sortie correspondante étant envoyée à un régulateur pour actionner un organe de 30 manoeuvre dans la conduite ( 40, 40 ) de recyclage des gaz d'échappement.

60) Installation selon la revendication 5 pour la mise en application du procédé selon llune quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'elle comporte 35 un circuit de calcul ( 13) qui combine entre elles les températures (T 1, T 2, T 3) mesurées à l'entrée du moteur à combustion interne en suivant des champs de caractéris- tiques ou des courbes caractéristiques, de manière à obtenir un signal de valeur réelle du taux de recyclage 5 des gaz d'échappement qui est envoyé à l'autre entrée du régulateur ( 14 > sollicité par le signal de température (T 4) des gaz d'échappement.

70) Installation selon la revendication 5 pour la mise en application du procédé selon la revendication 4, 10 caractérisée en ce qu'elle comporte un débitmètre d'air ( 25) ainsi qu'un capteur ( 26) de la vitesse de rotation du moteur, les valeurs de sortie correspondantes pouvant être combinées dans un circuit de calcul ( 13) pour former une différence de températures de consigne des gaz 15 d'échappement vis-à-vis du débit d'air aspiré et pouvant être envoyées à un emplacement de comparaison ( 23), la tiempéiature (T 4) des gaz d'échappement du moteur à com- bustion interne, le cas échéant sous forme de signal de différence entre la température (T 4) des gaz d'échappe- 20 ment et la température (Tl) de l'air d'admission, étant envoyée en tant que signal de charge à l'autre entrée de l'emplacement de comparaison, un régulateur ( 27) du taux de recyclage des gaz d'échappement étant monté à la suite de l'emplacement de comparaison ( 23).

40) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu à partir de la température (T 4) des gaz d échap- pement, le cas échéant sous forme de différence de tempé- 5 ratures (T 4-T 1) avec la température de l'air d'admission, on détermine des courbes caractéristiques en fonction de la charge, du débit d-air aspiré et de la vitesse de rotation du moteur pour donner le taux de recyclage opti- mal des gaz d'échappement et on commande, suivant ces 10 courbes, un organe de manoeuvre ( 22) disposé dans la con- duite de recyclage des gaz d'échappement de manière qu'une différence de températures de consigne déterminée à partir de la mesure instantanée de la masse deair aspirée et de la vitesse de rotation (n) du moteur soit envoyée, conjoin- 15 tement avec la température des gaz d'échappement et en tant que signal de charge à un emplacement de comparaison ( 23), un régulateur ( 27) qui actionne la soupape de recyclage des gaz d'échappement étant monté après cet empla- cement de comparaison. 20