FR2671136A1 - Internal combustion engine with exhaust gas catalyst - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne un moteur à combustion interne de véhicule automobile. The present invention relates to an internal combustion engine of a motor vehicle.
L invention concerne plus particulièrement un moteur à combustion interne du type comportant au moins un premier et un deuxième groupes de cylindres associés respectivement à un premier et à un deuxième collecteurs des gaz d'chappement dont les deux tubes de sortie débouchent dans un catalyseur commun. The invention relates more particularly to an internal combustion engine of the type comprising at least a first and a second group of cylinders associated respectively with a first and with a second exhaust gas manifold, the two outlet tubes of which open into a common catalyst.
Un moteur à combustion interne à structure dite en
V comportant deux groupes de cylindres constitués chacun par une des deux rangées de cylindres est un exemple d un tel moteur
Un des problèmes lié à limplantation transversale de ce type de moteur dans un véhicule automobile réside en ce que le catalyseur, qui est traditionnellement implanté dans la partie centrale du véhicule sous son plancher appelé tunnel, se trouve très éloigné de la rangée avant des cylindres
Afin de remédier à cet inconvénient, il a été proposé de faire passer la totalité du débit des gaz l échappement par la rangée arrière de cylindres pendant le premier cycle de combustion suivant le démarrage du moteur et ceci afin de provoquer la mise en température la plus rapide possible du catalyseur.An internal combustion engine with a so-called structure
V comprising two groups of cylinders each consisting of one of the two rows of cylinders is an example of such an engine
One of the problems associated with the transverse installation of this type of engine in a motor vehicle resides in the fact that the catalyst, which is traditionally implanted in the central part of the vehicle under its floor called a tunnel, is very far from the front row of the cylinders
In order to overcome this drawback, it has been proposed to pass the entire exhaust gas flow through the rear row of cylinders during the first combustion cycle following the start of the engine, in order to bring about the highest temperature rise. possible rapid catalyst.
Ce procédé peut être facilement réalisé en interrompant la combustion dans les cylindres de la rangée avant, par exemple par interruption de 1 inJ ec- tion en carburant lors des démarrages à froid
Un premier exemple de la mise en oeuvre de ce procédé est illustré dans le document FR-A-2.444.164 qui décrit et représente un moteur à combustion interne pour le fonctionnement duquel on prévoit, en plus de l interruption de l-alimentation en carburant, une interruption de l~alimentation en air de combustion de la rangée ou du groupe des cylindres dont on interrompt la combustion.This process can be easily carried out by interrupting the combustion in the front row cylinders, for example by interrupting 1 injection of fuel during cold starts.
A first example of the implementation of this process is illustrated in document FR-A-2,444,164 which describes and represents an internal combustion engine for the operation of which provision is made, in addition to the interruption of the fuel supply. , an interruption in the combustion air supply to the row or group of cylinders whose combustion is interrupted.
L'interruption de l'allmentation en air a pour conséquence de créer une dépression dans les cylindres correspondants qui a pour inconvénient d'imposer un travail supplémentaire aux pistons du fait des pertes dûes au phénomène de PomElege ainsi qu à favoriser les remontées d'huile de lubrification et de refroidissement dans les cylindres. The interruption of the air supply has the consequence of creating a depression in the corresponding cylinders which has the disadvantage of imposing an additional work on the pistons due to losses due to the phenomenon of PomElege as well as to favor the rising of oil lubrication and cooling in the cylinders.
Afin de résoudre ces problèmes, ce premier document propose d'effectuer une recirculation des gaz d'chappe- ment dans les cylindres du premier groupe dont on a interrompu la combustion. Cette solution n'est pas satisfaisante car elle a pour inconvénient de provoquer un prélèvement d'énergie thermique lors des démarrages à froid qui n'est pas utilisée pour accélérer l'amorçage thermique du catalyseur. In order to solve these problems, this first document proposes to carry out a recirculation of the exhaust gases in the cylinders of the first group whose combustion has been interrupted. This solution is not satisfactory because it has the drawback of causing a withdrawal of thermal energy during cold starts which is not used to accelerate the thermal initiation of the catalyst.
Il est de plus nécessaire de prévoir un clapet anti-retour à l'admlssion entre les deux rangées ou groupes de cylindres. On constate également un phénomène d'encrassement du système d'admission et des cylindres du premier groupe par les gaz d'échappement ces derniers ayant également pour inconvénient de nécessiter une protection thermique des nez des inJecteurs. It is also necessary to provide a non-return valve to the admlssion between the two rows or groups of cylinders. There is also a phenomenon of fouling of the intake system and the cylinders of the first group by the exhaust gases, the latter also having the drawback of requiring thermal protection of the noses of the injectors.
Le document FR-A-2.450.4 décrit et représente un dispositif qui nécessite l'utilisation de deux catalyseurs et de deux sondes de température et qui ne peut donc pas être mis en oeuvre d'une manière economique. The document FR-A-2.450.4 describes and represents a device which requires the use of two catalysts and two temperature probes and which therefore cannot be implemented in an economical manner.
Afin de remédier aux inconvénients des dispositifs qui viennent d'être mentionnés, i'inventio-rl propose un moteur à combustion interne du type comportant au moins un premier et un deuxieme groupes de cylindres associes respectivement à un premier et à un second collecteurs des gaz d'échappement dont les deux tubes de sortie débouchent dans un catalyseur commun et du type comportant des moyens d'interruption temporaire de la combustion dans . les cylindres du premier groupe, caractérisé en ce qu'il comporte une valve de dérivation agencée dans le tube de sortie du premier collecteur d-échappement qui est reliée à un conduit de dérivation qui débouche dans la ligne d'échappement en aval du catalyseur, et des moyens de commande de la valve de dérivation de manière à provoquer la dérivation en aval du catalyseur, des gaz frais émis par le premier groupe de cylindres lorsque la combustion est interrompue dans ce groupe de cylindres. In order to remedy the drawbacks of the devices which have just been mentioned, the inventio-rl proposes an internal combustion engine of the type comprising at least a first and a second group of cylinders associated respectively with a first and a second gas manifold. exhaust whose two outlet tubes open into a common catalyst and of the type comprising means for temporarily interrupting combustion in. the cylinders of the first group, characterized in that it comprises a bypass valve arranged in the outlet tube of the first exhaust manifold which is connected to a bypass duct which opens into the exhaust line downstream of the catalyst, and means for controlling the bypass valve so as to cause the bypass, downstream of the catalyst, of the fresh gases emitted by the first group of cylinders when combustion is interrupted in this group of cylinders.
Selon d'autres caractéristiques de l'invention
- les moyens d'interruption de la combustion agissent sur l'alimentation en carburant des cylindres du premier groupe
- le moteur présente une structure en V et chacun des premier et deuxième groupes de cylindres constitue une des deux rangées de cylindres du moteur
- le moteur en V est agencé transversalement dans un véhicule automobile et le premier groupe de cylindres est la rangée avant de cylindres du moteur en V. According to other features of the invention
the means of interrupting the combustion act on the fuel supply of the cylinders of the first group
- the engine has a V-shaped structure and each of the first and second groups of cylinders constitutes one of the two rows of engine cylinders
- the V engine is arranged transversely in a motor vehicle and the first group of cylinders is the front row of cylinders of the V engine.
D'autres caractéristiques et avantages de l~inven- tion apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels
- La figure 1 est une vue schématique représentant l~agencement d'un moteur à combustion interne conformément aux enseignements de l'invention ; et
- la figure 2 est un organigramme illustrant le mode de fonctionnement du moteur a combustion interne représenté à la figure 1. Other characteristics and advantages of the invention will appear on reading the detailed description which follows for the understanding of which reference will be made to the appended drawings in which
- Figure 1 is a schematic view showing the arrangement of an internal combustion engine according to the teachings of the invention; and
- Figure 2 is a flowchart illustrating the operating mode of the internal combustion engine shown in Figure 1.
On reconnaît à la figure 1 un moteur à combustion interne 10 à structure en V. FIG. 1 shows an internal combustion engine 10 with a V-structure.
Le moteur comporte une première rangée ou groupe de cylindres avant 12 et une seconde rangée ou groupe de cylindres arrière .14. The engine comprises a first row or group of front cylinders 12 and a second row or group of rear cylinders .14.
Chacune des deux rangées de cylindres est alimentée en carburant par des inJecteurs de carburant 16 et 18 respectivement. Each of the two rows of cylinders is supplied with fuel by fuel injectors 16 and 18 respectively.
Les cylindres (non représentés) du premier groupe de cylindres 12 sont reliés à un premier collecteur d'échappment 20 dont le tube de sortie 22 comporte une extrémité aval 24 qui débouche dans l'entrée 26 d'un catalyseur 28. The cylinders (not shown) of the first group of cylinders 12 are connected to a first exhaust manifold 20, the outlet tube 22 of which has a downstream end 24 which opens into the inlet 26 of a catalyst 28.
De la même manière les cylindres du deuxième groupe de cylindres 14 sont reliés à un collecteur d'échappement 30 dont le tube de sortie 32 comporte une extrémité aval 34 qui débouche à l'entrée 26 du catalyseur 28. In the same way, the cylinders of the second group of cylinders 14 are connected to an exhaust manifold 30, the outlet tube 32 of which has a downstream end 34 which opens at the inlet 26 of the catalyst 28.
Le catalyseur 28 est ainsi un catalyseur commun pour le traitement des gaz d'échappement des deux groupes de cylindres 12 et 14. The catalyst 28 is thus a common catalyst for the treatment of the exhaust gases of the two groups of cylinders 12 and 14.
Conformément à linvention, il est prévu une valve de dérivation 36 disposée dans le tube de sortie 22 du premier collecteur d'échappement 20. In accordance with the invention, there is provided a bypass valve 36 disposed in the outlet tube 22 of the first exhaust manifold 20.
Dans le mode de réalisation représenté sur la figure, la valve 36 est un volet 38 monté mobile entre une position de dérivation cyans laquelle il est représenté en trait plein sur la figure et. une position normale de fonctionnement du moteur représentée en pointillé sur la figure. In the embodiment shown in the figure, the valve 36 is a flap 38 mounted movable between a cyan bypass position which it is shown in solid lines in the figure and. a normal engine operating position shown in dotted lines in the figure.
En position de dérivation, le volet mobile 38 permet de dériver les gaz circulant dans le premier tube de sortie 22 vers un tube de dérivation 40. In the bypass position, the movable flap 38 makes it possible to divert the gases flowing in the first outlet tube 22 to a bypass tube 40.
L extrémité aval 44 du tube de dérivation débouche en aval de la sortie 46 du catalyseur dans un tuyau 48 de la ligne d'échappement du véhicule qui est équipé du moteur 10. The downstream end 44 of the bypass tube opens downstream of the outlet 46 of the catalyst in a pipe 48 of the exhaust line of the vehicle which is equipped with the engine 10.
On a également représenté sur la figure 1 une sonde de température 50 du catalyseur 28. FIG. 1 also shows a temperature sensor 50 of the catalyst 28.
On décrira maintenant le mode de fonctionnement du moteur en se référant à l'organigramme illustré à la figure 2. The mode of operation of the engine will now be described with reference to the flow diagram illustrated in FIG. 2.
Lors dune phase de démarrage du moteur, une logique de commande (non représentée) commence par vérifier si une température T représentative de l'état thermique du moteur est inférieure à une température de référence T ref préalablement déterminée et mémorisée. During an engine start-up phase, a control unit (not shown) begins by checking whether a temperature T representative of the thermal state of the engine is lower than a reference temperature T ref previously determined and stored.
La température T est par exemple la température à l'intérieur du catalyseur mesurée à l'aide de la sonde 50 ou une température prélevée directement dans le bloc moteur à l'aide d'une sonde de température 52. The temperature T is for example the temperature inside the catalyst measured using the probe 50 or a temperature taken directly from the engine block using a temperature probe 52.
Si T est inférieure à T ref la logique de commande provoque simultanément l'interruption de la combustion du premier groupe de cylindres 12 et la dérivation des gaz frais circulant dans le collecteur 20 et le tube de sortie 22 en direction du tube de dérivation 40. If T is less than T ref, the control logic simultaneously causes the combustion of the first group of cylinders 12 to stop and the fresh gases flowing in the manifold 20 and the outlet tube 22 to be diverted in the direction of the bypass tube 40.
L'interruption de la combustion dans les cylindres du premier groupe 12 peut par exemple être effectuée en interrompant l'injecteur de carburant par les injecteurs 16. The interruption of combustion in the cylinders of the first group 12 can for example be carried out by interrupting the fuel injector by the injectors 16.
Le démarrage du moteur s'effectue alors uniquement par combustion du deuxième groupe de cylindres 14. The engine is then started only by combustion of the second group of cylinders 14.
La logique de commande vérifie ensuite régulièrement, selon des intervalles temporisés, l'évolution de la température T par rapport à la température de référence. The control unit then regularly checks, at timed intervals, the change in temperature T relative to the reference temperature.
Tant que la température mesurée T demeure inférieure à la température de référence, le moteur continue à fonctionner par combustion du deuxième groupe de cylindres 14. As long as the measured temperature T remains below the reference temperature, the engine continues to operate by combustion of the second group of cylinders 14.
Dès que la température T devient supérieure ou égale à la température de référence, la logique de commande. provoque le démarrage de la combustion du premier groupe de cylindres et l'interruption de la dérivation des gaz circulant dans le tube de sortie 22, par commande de la valve de dérivation 36. As soon as the temperature T becomes greater than or equal to the reference temperature, the control unit. causes the combustion of the first group of cylinders to start and the bypass of the gases flowing in the outlet tube 22 to be interrupted, by control of the bypass valve 36.
Le moteur fonctionne alors normalement, c'est-à- dire par combustion dans tous les cylindres des deux groupes 12 et 14. The engine then operates normally, that is to say by combustion in all the cylinders of the two groups 12 and 14.
Si initialement, lors du démarrage, la température mesurée est supérieure ou égale à la température de référence, la logique de commande provoque immédiatement un démarrage normal du moteur, c est-à-dire avec combustion dans tous les cylindres des deux groupes 12 et 14. If initially, during start-up, the measured temperature is greater than or equal to the reference temperature, the control unit immediately causes normal engine start-up, i.e. with combustion in all the cylinders of the two groups 12 and 14 .
L'invention n'est pas limitée au mode de réalisation qui vient d'etre décrit. The invention is not limited to the embodiment which has just been described.
La valve de dérivation 36 peut être de tout type connu tel que par exemple la valve rotative décrite et représentée dans la demande de brevet français n" 89 01712 ou bien un système à deux papillons dont l'ouverture de l'un provoque la fermeture de l'autre The bypass valve 36 can be of any known type such as for example the rotary valve described and represented in French patent application No. 89 01712 or else a system with two butterflies, the opening of one of which causes the closing of the other
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9016497A FR2671136A1 (en) | 1990-12-28 | 1990-12-28 | Internal combustion engine with exhaust gas catalyst |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9016497A FR2671136A1 (en) | 1990-12-28 | 1990-12-28 | Internal combustion engine with exhaust gas catalyst |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2671136A1 true FR2671136A1 (en) | 1992-07-03 |
Family
ID=9403844
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR9016497A Withdrawn FR2671136A1 (en) | 1990-12-28 | 1990-12-28 | Internal combustion engine with exhaust gas catalyst |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2671136A1 (en) |
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