FR2684720A1

FR2684720A1 - Exhaust device for an internal combustion engine

Info

Publication number: FR2684720A1
Application number: FR9214704A
Authority: FR
Inventors: Yasuo Ikenoya; Yoshimi Yamaguchi; Masakazu Yanaka; Hitoshi Kurosaka; Eiichi Ishikawa; Takashi Kudou
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1991-12-06
Filing date: 1992-12-07
Publication date: 1993-06-11
Anticipated expiration: 2012-12-07
Also published as: FR2684720B1; ITTO920986A1; ITTO920986A0; IT1257433B

Abstract

A control unit 12 is designed to control the opening and closing of a water-injection valve 11 fitted to a water-injection pipe 10 which is connected to an exhaust pipe 2. The control unit 12 produces the signal for opening the valve under conditions which are predefined as a function of the rotational speed N epsilon and the degree of opening theta TH of the stopper, which are input respectively from a rotation sensor 8 and a stopper sensor 16, and opens the injection valve 11 to allow the injection pipe 10 to inject water into the exhaust pipe 2. The injection of water into the exhaust pipe 2 serves to lower the temperature of the gases in the exhaust pipe 2 in order to bring the pressure pulse conditions back into harmonic conditions. Consequently, the drop in power delivered in the low and medium-speed ranges may be corrected and at the same time the longevity of the sensors as well as their response may be enhanced by measuring the degree of opening theta TH of the stopper.

Description

DISPOSITIF D'ECHAPPEMENT POUR UN MOTEUR
A COMBUSTION INTERNE
ARRIERE-PLAN DE L'INVENTION 1. Domaine de l'invention
La présente invention se rapporte à un dispositif d'échappement pour un moteur à combustion interne, qui accroit la puissance délivrée en utilisant les pulsations de pression internes à un tuyau d'échappement et, plus particulièrement à un dispositif d'échappement amélioré pour un moteur à combustion interne qui évite la baisse de la puissance délivrée par le moteur en refroidissant les gaz d'échappement dans des conditions de marche prédéfinies.EXHAUST DEVICE FOR AN ENGINE
INTERNAL COMBUSTION
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention
The present invention relates to an exhaust device for an internal combustion engine, which increases the power delivered by using the pressure pulses internal to an exhaust pipe and, more particularly to an improved exhaust device for an engine. with internal combustion which prevents the power delivered by the engine from falling by cooling the exhaust gases under predefined operating conditions.

2. Description de la technique antérieure
Un dispositif d'échappement de ce type est décrit dans la publication des demandes de brevet japonais NO Hei. 2-1965. Dans ce dispositif d'échappement, la vitesse de rotation et la température des gaz d'échappement du moteur sont pris comme paramètres pour commander un dispositif de refroidissement et quand les conditions de pulsation de pression à l'intérieur d'un tuyau d'échappement sont hors des conditions de conformité ou d'accord qui peuvent contribuer à l'amélioration de l'efficacité de la charqe et par conséquent atteignent les conditions prédéfinies qui deviennent les conditions de non-conformits ou de désaccord, permettant au couple de sortie d'avoir un creux, le dispositif de refroidissement est destiné à réduire la température des gaz de combustion en injectant de l'eau de refroidissement à l'intérieur du tuyau d'échappement et en ramenant les conditions de pulsation de pression dans les conditions d'accord.2. Description of the prior art
An exhaust device of this type is described in the publication of Japanese patent applications NO Hei. 2-1965. In this exhaust system, the speed of rotation and the temperature of the engine exhaust gases are taken as parameters to control a cooling device and when the conditions of pressure pulsation inside an exhaust pipe are outside the compliance or agreement conditions which can contribute to improving the efficiency of the load and therefore reach the predefined conditions which become the conditions of nonconformities or disagreement, allowing the output torque to have a hollow, the cooling device is intended to reduce the temperature of the combustion gases by injecting cooling water inside the exhaust pipe and bringing the conditions of pressure pulsation back to the conditions of agreement .

Dans un tel dispositif classique d'échappement, comme la température des gaz d'échappement est prise comme l'un des paramètres, une sonde de température doit être utilisée. Toutefois si la sonde de température est utilisée telle quelle comme sonde de commande, il y aura un léger retard dans la commande par rapport aux conditions réelles de fonctionnement du moteur, parce que le refroidissement n'est pas déclenché avant qu'elle détecte que les gaz d'échappement atteignent juste la température prédéfinie, et cela signifie qu'il sera dans l'ensemble difficile d'obtenir une longévité suffisante de même qu'une faible inertie. En conséquence, soit la faible inertie thermique, soit la bonne tenue dans le temps de la commande vont être affectées. In such a conventional exhaust device, since the temperature of the exhaust gases is taken as one of the parameters, a temperature probe must be used. However if the temperature probe is used as it is as a control probe, there will be a slight delay in the control compared to the actual operating conditions of the engine, because the cooling is not triggered before it detects that the exhaust fumes just reach the preset temperature, and this means that overall it will be difficult to achieve sufficient longevity as well as low inertia. Consequently, either the low thermal inertia or the good resistance over time of the control will be affected.

Par ailleurs, la publication de demande de brevet japonais NO Sho. 63-24130 divulgue un dispositif d'échappement pour un moteur deux temps, dans lequel une chambre de résonance est reliée au tuyau d'échappement du moteur à deux temps et une vanne de chambre de résonance est adaptée à l'entrée de la chambre de résonance. Quand les conditions de pulsation de pression atteignent les conditions prédéfinies qui deviennent les conditions de désaccord, elles sont ramenées dans les conditions d'accord par l'ouverture de l'obturateur de résonance pour modifier sensiblement la longueur équivalente du tuyau d'échappement. In addition, the publication of Japanese patent application NO Sho. 63-24130 discloses an exhaust device for a two-stroke engine, in which a resonance chamber is connected to the exhaust pipe of the two-stroke engine and a resonance chamber valve is adapted to the inlet of the resonance. When the pressure pulsation conditions reach the predefined conditions which become the detuning conditions, they are brought back to the tuning conditions by the opening of the resonance shutter to substantially modify the equivalent length of the exhaust pipe.

En général, si le volume de la chambre de résonance est maintenu constant, la fréquence de résonance est aussi maintenue constante, ce qui a pour conséquence de limiter la plage de vitesse de rotation du moteur affranchie d'une baisse de la puissance délivrée. Selon ce raisonnement, si le volume de la chambre de résonance pouvait être ajusté en permanence, il est probable que la zone de baisse de la puissance délivrée pourrait être repoussée plus loin. Cependant cela ne s'est pas avéré être une voie praticable vers une solution, parce que cela nécessite un mécanisme très compliqué pour l'obtenir. In general, if the volume of the resonance chamber is kept constant, the resonance frequency is also kept constant, which has the consequence of limiting the speed range of the motor freed from a drop in the power delivered. According to this reasoning, if the volume of the resonance chamber could be adjusted continuously, it is probable that the zone of decrease in the power delivered could be pushed further. However, this has not proven to be a practicable path to a solution, because it requires a very complicated mechanism to obtain it.

De plus, dans le cas d'injection d'eau de refroidissement dans le tuyau d'échappement, un orifice d'injection est exposé à l'ambiance interne du tuyau d'échappement et peut être facilement colmaté par les gaz circulant à l'intérieur, ce qui donne une possibilité d'exercer une influence néfaste sur le mode de fonctionnement du dispositif de refroidissement. In addition, in the case of injection of cooling water into the exhaust pipe, an injection orifice is exposed to the internal atmosphere of the exhaust pipe and can be easily blocked by the gases circulating in the interior, which gives a possibility of exerting a harmful influence on the operating mode of the cooling device.

Donc, dans ce cas, il est nécessaire de réduire au minimum, une telle mauvaise influence exercée par les gaz d'échappement de façon à améliorer la fiabilité du dispositif de refroidissement.Therefore, in this case, it is necessary to minimize such a bad influence exerted by the exhaust gases so as to improve the reliability of the cooling device.

RESUME DE L'INVENTION
La présente invention a par conséquent pour objectif de fournir un dispositif d'échappement pour un moteur à combustion interne, qui puisse réaliser une commande améliorée, à la fois pour un bon suivi dynamique et pour une longévité suffisante.SUMMARY OF THE INVENTION
The present invention therefore aims to provide an exhaust device for an internal combustion engine, which can achieve improved control, both for good dynamic monitoring and for sufficient longevity.

Un autre objectif de la présente invention est de fournir un dispositif d'échappement pour un moteur à combustion interne qui empêche une chute de la puissance délivrée sur une plus large plage de vitesse de rotation sans nécessiter de mécanisme compliqué. Another object of the present invention is to provide an exhaust device for an internal combustion engine which prevents a drop in the power delivered over a wider range of rotational speed without requiring a complicated mechanism.

Un objectif supplémentaire de la présente invention est de fournir un dispositif d'échappement pour un moteur à combustion interne, dont la structure n'est pas soumise à l'influence des gaz d'échappement. An additional objective of the present invention is to provide an exhaust device for an internal combustion engine, the structure of which is not subject to the influence of the exhaust gases.

Pour atteindre les objectifs mentionnés cidessus, la présente invention propose un dispositif d'échappement pour un moteur à combustion interne comprenant : une chambre de combustion ; un tuyau d'échappement conçu pour détendre les gaz d'échappement de la chambre de combustion ; un dispositif de refroidissement délivrant un réfrigérant à l'intérieur ou autour du tuyau d'échappement pour réduire la température des gaz d'échappement ; un capteur détectant les conditions de marche du moteur ;; une unité de commande commandant la mise en oeuvre du dispositif de refroidissement en réponse au signal de capteur fourni par le capteur, dans lequel l'unité de commande est conçue pour délivrer le réfrigérant à l'intérieur du tuyau d'échappement en mettant le dispositif de refroidissement en action seulement dans des conditions prédéfinies de marche du moteur. To achieve the objectives mentioned above, the present invention provides an exhaust device for an internal combustion engine comprising: a combustion chamber; an exhaust pipe adapted to relax the exhaust gases from the combustion chamber; a cooling device delivering refrigerant into or around the exhaust pipe to reduce the temperature of the exhaust gas; a sensor detecting the operating conditions of the engine; a control unit controlling the operation of the cooling device in response to the sensor signal supplied by the sensor, in which the control unit is designed to deliver the refrigerant inside the exhaust pipe by putting the device cooling in action only under predefined engine running conditions.

Dans le dispositif d'échappement pour le moteur, selon la présente invention, le réfrigérant peut être un liquide tel que de l'eau, ou d'autres réfrigérants appropriés qui peuvent réduire la température des gaz d'échappement par la chaleur latente d'évaporation et le courant d'air frais obtenu pendant la marche. De plus ces réfrigérants peuvent être délivrés à l'intérieur du tuyau d'échappement pour réduire directement la température des gaz d'échappement et peuvent aussi être délivrés autour du tuyau d'échappement pour indirectement réduire la température des gaz d'échappement. Le moteur peut être soit du type à deux temps soit à quatre temps et peut être un monocylindre ou un multicylindre. In the exhaust system for the engine according to the present invention, the coolant can be a liquid such as water, or other suitable coolants which can reduce the temperature of the exhaust gases by the latent heat of evaporation and the fresh air flow obtained during the walk. In addition, these refrigerants can be supplied inside the exhaust pipe to directly reduce the temperature of the exhaust gases and can also be supplied around the exhaust pipe to indirectly reduce the temperature of the exhaust gases. The engine can be either of the two-stroke or four-stroke type and can be a single cylinder or a multi-cylinder.

De cette façon, l'unité de commande délivre le réfrigérant à l'intérieur ou à l'extérieur du tuyau d'échappement pour réduire la température des gaz d'échappement en commandant l'action du dispositif de refroidissement seulement dans des conditions prédéfinies de marche du moteur en réponse au signal du capteur. En conséquence, quand les conditions de pulsation de pression à l'intérieur du tuyau d'échappement atteignent les conditions prédéfinies qui provoquent le désaccord, la température des gaz d'échappement chute pour permettre aux conditions de pulsation de pression de retourner dans des conditions d'accord à nouveau et par conséquence la baisse de puissance délivrée peut être évitée. C'est-à-dire que l'unité de commande selon la présente invention peut commander la température des gaz d'échappement en suivant tout changement des conditions de marche du moteur plus rapidement que les capteurs de température classiques, ce qui permet d'éviter efficacement la baisse de puissance délivrée. In this way, the control unit delivers the refrigerant inside or outside the exhaust pipe to reduce the temperature of the exhaust gases by controlling the action of the cooling device only under predefined conditions of engine running in response to sensor signal. As a result, when the pressure pulsation conditions inside the exhaust pipe reach the predefined conditions which cause the detuning, the temperature of the exhaust gas drops to allow the pressure pulsation conditions to return to the conditions of agreement again and therefore the drop in power delivered can be avoided. That is to say that the control unit according to the present invention can control the temperature of the exhaust gases by following any change in the operating conditions of the engine more quickly than conventional temperature sensors, which makes it possible to effectively avoid the drop in power delivered.

De plus, comme capteurs de détection des conditions de marche du moteur, on peut prévoir un premier capteur pour détecter la vitesse de rotation du moteur, et un second capteur pour détecter le degré d'ouverture de l'obturateur. De cette façon, l'unité de commande, dont les paramètres sont la vitesse de rotation du moteur, et le degré d'ouverture de l'obturateur, commande le dispositif de refroidissement pour abaisser la température des gaz d'échappement en réponse au signal donné dans les conditions prédéterminées. Grâce au second capteur détectant le degré d'ouverture de l'obturateur, utilisé ici, il est possible d'obtenir une bonne commande de la température des gaz d'échappement, et en même temps d'améliorer la longévité, en comparaison avec le capteur de température tel qu'il est utilisé dans le dispositif classique de commande. In addition, as sensors for detecting the operating conditions of the engine, a first sensor can be provided for detecting the speed of rotation of the engine, and a second sensor for detecting the degree of opening of the shutter. In this way, the control unit, whose parameters are the speed of rotation of the engine, and the degree of opening of the shutter, controls the cooling device to lower the temperature of the exhaust gases in response to the signal. given under predetermined conditions. Thanks to the second sensor detecting the degree of opening of the shutter, used here, it is possible to obtain a good control of the temperature of the exhaust gases, and at the same time to improve the longevity, in comparison with the temperature sensor as used in the conventional control device.

De plus, le dispositif de refroidissement est équipé d'une vanne qui commande l'arrivée et l'arrêt de la fourniture des réfrigérants. Le degré d'ouverture de la vanne peut être modifié en continu ou par pas en réponse à la sortie de puissance de l'unité de commande, et le temps d'ouverture de la vanne peut être modifié également. In addition, the cooling device is equipped with a valve which controls the arrival and stop of the supply of refrigerants. The degree of valve opening can be changed continuously or in steps in response to the power output from the control unit, and the valve opening time can also be changed.

Quand le degré d'ouverture de la vanne est commandé pour être modifié en continu ou par pas, la quantité fournie de réfrigérant est modifiée en continu ou par pas, afin de permettre à la température des gaz d'échappement de suivre avec précision les conditions de marche du moteur. En plus, lorsque le temps d'ouverture de la vanne est modifié, la quantité de réfrigérant fournie peut être ajustée par la modification du temps d'injection, et en particulier pour suivre la vitesse de rotation du moteur. When the opening degree of the valve is controlled to be changed continuously or in steps, the amount of refrigerant supplied is changed continuously or in steps, to allow the exhaust gas temperature to precisely follow the conditions engine running. In addition, when the valve opening time is modified, the quantity of refrigerant supplied can be adjusted by modifying the injection time, and in particular to follow the rotation speed of the engine.

De plus, il est prévu une chambre de résonance communicant avec le tuyau d'échappement et une vanne de chambre de résonance pour ouvrir et fermer la partie communicante de la chambre de résonance. L'unité de commande est conçue pour commander soit le dispositif de refroidissement soit l'obturateur de la chambre de résonance, ou bien pour commander les deux en même temps. In addition, a resonance chamber communicating with the exhaust pipe and a resonance chamber valve are provided for opening and closing the communicating part of the resonance chamber. The control unit is designed to control either the cooling device or the shutter of the resonance chamber, or to control both at the same time.

Quand l'obturateur de la chambre de résonance est ouvert, cela signifie que cela a le même effet que si la longueur du tuyau d'échappement était allongée sensiblement. Dans ce cas, les conditions de pulsation de pression dans le tuyau d'échappement peuvent être maintenues dans les conditions d'accord dans la plage de vitesses de rotation prédéterminée. De plus, quand le système de refroidissement est déclenché pour abaisser la température des gaz d'échappement, la vitesse du son à l'intérieur du tuyau d'échappement et de la chambre de résonance est diminuée. Cela signifie que cela a le même effet que si le volume de la chambre de résonance était augmenté sensiblement. Dans ce cas, la fréquence de résonance change et ramène les conditions de pulsation de pression dans les conditions d'accord. When the shutter of the resonance chamber is open, it means that it has the same effect as if the length of the exhaust pipe were significantly extended. In this case, the conditions of pressure pulsation in the exhaust pipe can be maintained under the tuning conditions in the predetermined speed range. In addition, when the cooling system is triggered to lower the temperature of the exhaust gases, the speed of sound inside the exhaust pipe and the resonance chamber is decreased. This means that it has the same effect as if the volume of the resonance chamber were increased significantly. In this case, the resonant frequency changes and brings the pressure pulsation conditions back into the tuning conditions.

Donc, même lorsque le dispositif de refroidissement est actionné seul, les conditions d'accord de l'état de pulsation de pression, peuvent être atteintes dans une certaine zone de la plage de vitesse de rotation. Dans le cas où la chambre de résonance et le dispositif de refroidissement sont actionnés en même temps, cela donne le même résultat que si le volume de la chambre de résonance était sensiblement augmenté sans la mise en place d'un mécanisme compliqué. Dans ce cas les conditions de pulsation de pression peuvent être maintenues dans les conditions d'accord dans une large plage de vitesses de rotation du moteur. En particulier, la baisse de la puissance délivrée peut être remarquablement contenue, principalement dans la zone des vitesses basses et intermédiaires. Therefore, even when the cooling device is operated alone, the conditions of tuning of the pressure pulsation state can be reached in a certain area of the speed range. In the case where the resonance chamber and the cooling device are actuated at the same time, this gives the same result as if the volume of the resonance chamber were significantly increased without the introduction of a complicated mechanism. In this case the pressure pulsation conditions can be maintained under the tuning conditions over a wide range of motor rotation speeds. In particular, the drop in power delivered can be remarkably contained, mainly in the area of low and intermediate speeds.

De plus, la présente invention propose un dispositif d'échappement pour un moteur à combustion interne utilisant l'eau comme réfrigérant, comprenant un dispositif de refroidissement comportant un réservoir d'eau, une pompe à eau prévue sur le réservoir d'eau, un orifice d'injection débouchant dans un tuyau d'échappement et une conduite d'eau reliant le réservoir d'eau à l'orifice d'injection, dans lequel une partie de section réduite est formée à proximité de l'orifice d'injection de la conduite d'eau, et dans lequel la surface de la section transversale de la conduite est supérieure à celle de la section réduite. In addition, the present invention provides an exhaust device for an internal combustion engine using water as a coolant, comprising a cooling device comprising a water tank, a water pump provided on the water tank, a injection port opening into an exhaust pipe and a water pipe connecting the water tank to the injection port, in which a portion of reduced section is formed near the injection port of the water pipe, and in which the area of the cross section of the pipe is greater than that of the reduced section.

Dans une telle construction, même si l'orifice d'injection est disposé à l'intérieur du tuyau d'échappement, il est difficile pour les gaz d'échappement de traverser la section réduite vers la conduite d'eau et donc, il y a une moindre possibilité que l'orifice d'injection soit bouché par les gaz d'échappement. De plus il est possible d'améliorer la fiabilité du dispositif de refroidissement en minimisant l'influence négative exercée par les gaz d'échappement sur le déclenchement du dispositif de refroidissement. In such a construction, even if the injection orifice is arranged inside the exhaust pipe, it is difficult for the exhaust gases to pass through the reduced section towards the water pipe and therefore, there has a lower possibility that the injection orifice is blocked by the exhaust gases. Furthermore, it is possible to improve the reliability of the cooling device by minimizing the negative influence exerted by the exhaust gases on the triggering of the cooling device.

BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
La figure 1 est une vue schématique représentant l'ensemble du système commun aux premier à troisième modes de réalisation d'un dispositif d'échappement pour un moteur à combustion interne suivant la présente invention
la figure 2 est un graphique représentant le procédé de commande du premier mode de réalisation
la figure 3 est un graphique représentant l'effet du premier mode de réalisation
la figure 4 est un graphique représentant le procédé de commande d'un deuxième mode de réalisation
la figure 5 est un graphique représentant le procédé de commande du deuxième mode de réalisation
la figure 6 est un organigramme représentant le deuxième mode de réalisation
la figure 7 est un graphique représentant l'effet du deuxième mode de réalisation
la figure 8 est une vue schématique représentant les composants essentiels employés dans un système selon un troisième mode de réalisation
la figure 9 est une vue schématique représentant un système complet suivant un quatrième mode de réalisation
la figure 10 est un graphique représentant le procédé de commande du dispositif de refroidissement employé dans le quatrième mode de réalisation
la figure 11 est un graphique représentant le procédé de commande d'une vanne de chambre de résonance employé dans le quatrième mode de réalisation
la figure 12 est un graphique représentant l'effet du quatrième mode de réalisation
la figure 13 est une vue en coupe agrandie représentant les composants essentiels employés dans un cinquième mode de réalisation
la figure 14 est une vue schématique représentant un système de dispositif d'échappement selon le cinquième mode de réalisation
la figure 15 est une vue de côté en élévation représentant les composants essentiels employés dans une motocyclette suivant le cinquième mode de réalisation
la figure 16 est une vue en coupe agrandie représentant les composants essentiels employés dans un sixième mode de réalisation ; et
la figure 17 est une vue schématique en coupe représentant les composants essentiels suivant un septième mode de réalisation. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Figure 1 is a schematic view showing the entire system common to the first to third embodiments of an exhaust device for an internal combustion engine according to the present invention
Figure 2 is a graph showing the control method of the first embodiment
Figure 3 is a graph showing the effect of the first embodiment
Figure 4 is a graph showing the control method of a second embodiment
Figure 5 is a graph showing the control method of the second embodiment
Figure 6 is a flowchart showing the second embodiment
Figure 7 is a graph showing the effect of the second embodiment
Figure 8 is a schematic view showing the essential components employed in a system according to a third embodiment
Figure 9 is a schematic view showing a complete system according to a fourth embodiment
Fig. 10 is a graph showing the method of controlling the cooling device employed in the fourth embodiment
Fig. 11 is a graph showing the method of controlling a resonance chamber valve employed in the fourth embodiment
Figure 12 is a graph showing the effect of the fourth embodiment
Figure 13 is an enlarged sectional view showing the essential components employed in a fifth embodiment
Fig. 14 is a schematic view showing an exhaust device system according to the fifth embodiment
FIG. 15 is a side elevation view showing the essential components employed in a motorcycle according to the fifth embodiment
Figure 16 is an enlarged sectional view showing the essential components employed in a sixth embodiment; and
Figure 17 is a schematic sectional view showing the essential components according to a seventh embodiment.

DESCRIPTION DETAILLEE DES MODES DE REALISATION PREFERES
Les figures 1 à 3 représentent un premier mode de réalisation préféré de la présente invention. La figure 1 montre une vue schématique de l'ensemble du système, dans lequel un tuyau d'échappement 2 s'étend à partir d'une paroi latérale d'un cylindre 1 de moteur à deux temps, et un tuyau d'admission 4 est relié à un carter de vilebrequin 3.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS
Figures 1 to 3 show a first preferred embodiment of the present invention. Figure 1 shows a schematic view of the whole system, in which an exhaust pipe 2 extends from a side wall of a cylinder 1 of a two-stroke engine, and an intake pipe 4 is connected to a crankcase 3.

Un piston 5 est monté coulissant dans le cylindre 1 et est relié à un vilebrequin 7 par l'intermédiaire d'une bielle 6. Un capteur de rotation 8, connu, est installé à proximité du vilebrequin 7, pour mesurer la vitesse de rotation NE. A piston 5 is slidably mounted in the cylinder 1 and is connected to a crankshaft 7 by means of a connecting rod 6. A known rotation sensor 8 is installed near the crankshaft 7, to measure the rotation speed NE .

Le tuyau d'échappement 2 est dessiné pour avoir une chambre de grand diamètre dans sa partie médiane et est connecté à un silencieux 9 à son extrémité réduite arrière. Une tuyauterie d'injection d'eau 10 est reliée à la chambre du tuyau d'échappement 2 à une de ses extrémités pour communiquer avec l'intérieur du tuyau d'échappement 2. La tuyauterie d'injection d'eau 10 est équipée d'une vanne d'injection d'eau 11 dans sa partie centrale. L'ouverture et la fermeture de la vanne d'injection 11 sont commandées par une unité de commande 12. L'autre extrémité de la tuyauterie d'injection d'eau 10 est reliée à un réservoir d'eau 14 par l'intermédiaire d'une pompe à eau 13. The exhaust pipe 2 is designed to have a large diameter chamber in its middle part and is connected to a silencer 9 at its rear reduced end. A water injection pipe 10 is connected to the chamber of the exhaust pipe 2 at one of its ends to communicate with the interior of the exhaust pipe 2. The water injection pipe 10 is equipped with 'a water injection valve 11 in its central part. The opening and closing of the injection valve 11 are controlled by a control unit 12. The other end of the water injection pipe 10 is connected to a water tank 14 via '' a water pump 13.

Le tuyau d'admission 4 est équipé d'un carburateur 15 dans lequel un capteur d'obturateur 16, connu, est installé en outre pour évaluer le degré d'ouverture de l'obturateur eTH -
Le signal de sortie du capteur d'obturateur 16 est entré dans l'unité de commande 12 par l'intermédiaire d'un amplificateur 17.The intake pipe 4 is equipped with a carburetor 15 in which a known shutter sensor 16 is also installed to assess the degree of opening of the shutter eTH -
The output signal from the shutter sensor 16 is entered into the control unit 12 via an amplifier 17.

Le signal de sortie du capteur de rotation 8, est aussi entré dans l'unité de commande 12 par l'intermédiaire d'un amplificateur 18. The output signal from the rotation sensor 8 is also entered into the control unit 12 via an amplifier 18.

L'unité de commande est équipée d'un microprocesseur, qui exécute des opérations de traitement prédéfinies, en fonction de la vitesse de rotation NE, et du degré d'ouverture de l'obturateur 0,,, qui sont respectivement entrés comme signaux de capteur, du capteur de rotation 8 et du capteur d'obturateur 16, et qui déterminent la quantité d'eau fournie, dans le cas d'ouverture et de fermeture du refroidissement, pour commander l'ouverture et la fermeture de la vanne d'injection d'eau 11. Dans ce cas, la pompe à eau 13 peut être en marche en permanence quel que soit l'état d'ouverture ou de fermeture de la vanne d'injection d'eau 11, ou bien elle peut être commandée par l'unité de commande 12 pour être synchronisée sur l'ouverture et la fermeture de la vanne d'injection d'eau 11. The control unit is equipped with a microprocessor, which carries out predefined processing operations, as a function of the rotation speed NE, and the degree of opening of the shutter 0 ,,, which are respectively entered as signals of sensor, the rotation sensor 8 and the shutter sensor 16, and which determine the quantity of water supplied, in the case of opening and closing of the cooling, to control the opening and closing of the valve. water injection 11. In this case, the water pump 13 can be running continuously whatever the state of opening or closing of the water injection valve 11, or it can be controlled by the control unit 12 to be synchronized with the opening and closing of the water injection valve 11.

La figure 2 représente un exemple des procédés de commande par l'unité de commande 12, dans laquelle l'axe des abscisses porte la frequence de rotation NE, et l'axe des ordonnées porte le degré d'ouverture d'obturateur eTH L'injection d'eau est effectuée, respectivement, dans les deux zones A et B montrées dans les parties ombrées du dessin. FIG. 2 represents an example of the control methods by the control unit 12, in which the abscissa axis carries the frequency of rotation NE, and the ordinate axis carries the degree of shutter opening eTH L ' water injection is carried out, respectively, in the two zones A and B shown in the shaded parts of the drawing.

Dans le cas de la zone A, la vitesse de rotation
NE est dans la zone des vitesses basses et intermédiaires, de a (disons 3000 tr/mn) à b (disons 5000 tr/mn) et le degré d'ouverture de l'obturateur eTH est dans la plage au-dessus de d (disons 10 à 20 %).In the case of zone A, the speed of rotation
NE is in the area of low and intermediate speeds, from a (say 3000 rpm) to b (say 5000 rpm) and the degree of opening of the shutter eTH is in the range above d ( say 10 to 20%).

Dans le cas de la zone B, la vitesse de rotation
NE est alors plus élevée que dans la zone A, c'est-àdire dans la plage de b à c (disons 7500 tr/mn) et le degré d'ouverture de l'obturateur 0,, est dans les valeurs comparativement basses de d à e (disons 30 %).In the case of zone B, the speed of rotation
NE is then higher than in zone A, i.e. in the range from b to c (say 7500 rpm) and the degree of opening of the shutter 0 ,, is in the comparatively low values of d to e (say 30%).

Cette zone est sujette à l'apparition d'irrégularités de combustion et il s'est avéré que de telles irrégularités de combustion pouvaient être supprimées par l'apport d'eau. This area is prone to the appearance of combustion irregularities and it has been found that such combustion irregularities can be eliminated by the addition of water.

En plus, dans la plage des faibles degrés d'ouverture, dans lesquels l'ouverture de l'obturateur eTH est sous d, l'eau n'est pas fournie dans toute la plage des vitesses de rotation pour empêcher l'eau de pénétrer dans le cylindre. In addition, in the range of low opening degrees, where the opening of the eTH shutter is below d, water is not supplied throughout the range of rotational speeds to prevent water from entering. in the cylinder.

Le mode de fonctionnement suivant la présente invention est décrit ci-après. La figure 3 reproduit trois graphiques C, D, E, montrant respectivement un couple de sortie TQ, une température des gaz d'échappement TEx et l'état de l'arrivée d'eau (Ouvert/Fermé) dans les conditions où le degré d'ouverture de l'obturateur est constant (disons 100 %). Aux graphiques C et D, une courbe tracée en trait interrompu représente la caractéristique quand la température des gaz d'échappement est commandée par le refroidissement, et d'autre part, une courbe en trait plein représente la caractéristique quand la température des gaz d'échappement n'est pas commandée par le refroidissement. The operating mode according to the present invention is described below. Figure 3 reproduces three graphs C, D, E, showing respectively an output torque TQ, an exhaust gas temperature TEx and the condition of the water supply (Open / Closed) under the conditions where the degree shutter opening is constant (say 100%). In graphs C and D, a curve drawn in broken lines represents the characteristic when the temperature of the exhaust gases is controlled by cooling, and on the other hand, a curve in solid lines represents the characteristic when the temperature of the gases exhaust is not controlled by cooling.

Comme montré au graphique E de ce dessin, il n'y a pas d'arrivée d'eau (Fermé) quand la vitesse de rotation NE est inférieure à a et à la fois le couple et la température des gaz d'échappement montent modérément (se reporter aux graphiques C et D). As shown in graph E of this drawing, there is no water inlet (Closed) when the rotation speed NE is less than a and both the torque and the temperature of the exhaust gases rise moderately (see graphs C and D).

Si la vitesse de rotation du moteur Nz est dans l'intervalle de a à b (c'est-à-dire dans la zone A) à la figure 2, le couple délivré décroît et crée un creux dans le couple de sortie (se reporter à la ligne en trait interrompu au graphique C). L'unité de commande 12, comme montre à la figure 1, maintenant envoie un signal de déclenchement a la vanne d'injection d'eau 11, en réponse aux signaux de sortie : NE et eTH envoyés du capteur de rotation 8 et du capteur d'obturateur 16. If the rotational speed of the motor Nz is in the range from a to b (i.e. in zone A) in Figure 2, the delivered torque decreases and creates a dip in the output torque (se refer to the broken line in graph C). The control unit 12, as shown in FIG. 1, now sends a trigger signal to the water injection valve 11, in response to the output signals: NE and eTH sent from the rotation sensor 8 and from the sensor shutter 16.

En fonction de ce signal de déclenchement, la vanne d'injection d'eau 11 est ouverte pour envoyer l'eau gardée dans le réservoir d'eau 14 vers le tuyau d'injection d'eau 10, à la pression fournie par la pompe à eau 13, et finalement pour injecter l'eau de l'extrémité à partir du tuyau 10 dans le tuyau d'échappement 2. A ce stade, l'état d'arrivée d'eau devient Ouvert dans le graphique E et la température des gaz d'échappement à l'intérieur du tuyau d'échappement 2 chute temporairement comme indiqué par la ligne brisée dans le graphique D. Depending on this trigger signal, the water injection valve 11 is open to send the water kept in the water tank 14 to the water injection pipe 10, at the pressure supplied by the pump. 13, and finally to inject the water from the end from the pipe 10 into the exhaust pipe 2. At this stage, the water inlet state becomes Open in the graph E and the temperature of exhaust gases inside the exhaust pipe 2 temporarily drops as indicated by the broken line in graph D.

En conséquence, la vitesse du son à l'intérieur du tuyau d'échappement 2 devient plus faible et les conditions de pulsation de pression sont qualifiées d'être en condition d'accord avec la vitesse de rotation NE pour éviter la chute de puissance délivrée. Consequently, the speed of sound inside the exhaust pipe 2 becomes lower and the pressure pulsation conditions are qualified to be in agreement with the rotation speed NE to avoid the drop in power delivered. .

A ce stade, comme indiqué par la ligne brisée dans le graphique C, le creux dans le couple de sortie est éliminé.At this point, as indicated by the broken line in Chart C, the dip in the output torque is eliminated.

Au graphique E de la figure 3, si la vitesse de rotation du moteur NE est supérieure à c, elle est hors de la zone A à la figure 2 et entre à nouveau dans les conditions de non régulation, alors l'unité de commande 12 envoie le signal d'arrêt de la fourniture d'eau à la vanne d'injection d'eau 11 pour fermer la vanne d'injection 11 (Ferme). En conséquence le couple de sortie et la température de gaz d'échappement indiqués sur les graphiques C et D de la figure 3 montent régulièrement. In graph E of FIG. 3, if the speed of rotation of the motor NE is greater than c, it is outside of zone A in FIG. 2 and again enters the conditions of non-regulation, then the control unit 12 sends the signal to stop the supply of water to the water injection valve 11 to close the injection valve 11 (Close). As a result, the outlet torque and the exhaust gas temperature shown in Figures C and D in Figure 3 increase steadily.

A noter que la réponse de la commande d'arrivée d'eau est tout à fait bonne, parce que la commande d'injection est commandée par les signaux de détection : NE et eTH du capteur de rotation 8 et du capteur d'obturateur 16. Cela parce que dans le cas d'un capteur de température classique, il a une tendance à accuser un retard puisque le capteur de température classique ne peut détecter la température des gaz d'échappement qu'après que la température est entrée dans la zone de régulation. De plus, il est possible d'améliorer totalement la réponse et la longévité du capteur d'obturateur 16 par comparaison à celles du capteur de température. Note that the response of the water supply control is quite good, because the injection control is controlled by the detection signals: NE and eTH of the rotation sensor 8 and of the shutter sensor 16 This is because in the case of a conventional temperature sensor, it tends to lag since the conventional temperature sensor can only detect the temperature of the exhaust gases after the temperature has entered the area. of regulation. In addition, it is possible to completely improve the response and longevity of the shutter sensor 16 compared to that of the temperature sensor.

En plus, comme la commande d'injection d'eau, selon le présent mode de réalisation, est conçue pour commander l'arrivée d'eau Ouvert/Fermé ce qui fournit de l'eau continuellement en ouvrant la vanne d'injection 11, le procédé de commande peut être simplifié du fait que la relation entre la vitesse de rotation NE et le degré d'ouverture de l'obturateur 0,, est à l'intérieur de la zone A et B de la figure 2. In addition, as the water injection control, according to the present embodiment, is designed to control the open / closed water supply, which supplies water continuously by opening the injection valve 11, the control method can be simplified by the fact that the relationship between the speed of rotation NE and the degree of opening of the shutter 0 ,, is within the area A and B of FIG. 2.

Les figures 4 à 7 représentent le deuxième mode de réalisation préféré du dispositif d'échappement suivant la présente invention. Dans ce mode de réalisation, il est montré que la quantité d'eau à fournir est variable pour obtenir la quantité optimale d'eau à tout moment en fonction des conditions de marche du moteur. Dans ces dessins, les mêmes repères désignent les mêmes pièces ou éléments qu'au
premier mode de réalisation (ceci s'applique aussi aux modes de réalisation suivants).Figures 4 to 7 show the second preferred embodiment of the exhaust device according to the present invention. In this embodiment, it is shown that the quantity of water to be supplied is variable in order to obtain the optimum quantity of water at all times depending on the operating conditions of the engine. In these drawings, the same references designate the same parts or elements as
first embodiment (this also applies to the following embodiments).

Le système selon le présent mode réalisation est semblable à celui de la figure 1. Toutefois, le temps d'ouverture de la vanne d'injection d'eau 11, au cours d'un cycle moteur en fonction des conditions de marche du moteur, varie (long/court) comme indiqué aux figures 4(F) et (G). A la figure 4(F), quand l'obturateur est ouvert en grand et que la vitesse de rotation est de 5000 tr/mn, le temps imparti à l'injection d'eau est long et la quantité d'eau fournie est importante. The system according to this embodiment is similar to that of FIG. 1. However, the opening time of the water injection valve 11, during an engine cycle as a function of the engine operating conditions, varies (long / short) as shown in Figures 4 (F) and (G). In Figure 4 (F), when the shutter is opened wide and the rotation speed is 5000 rpm, the time allowed for water injection is long and the amount of water supplied is important .

D'autre part, à la figure 4(G), quand l'obturateur est ouvert en grand et que la vitesse de rotation est de 7000 tr/mn, le temps imparti à l'injection d'eau est court et la quantité d'eau fournie est faible.On the other hand, in Figure 4 (G), when the shutter is opened wide and the rotation speed is 7000 rpm, the time allowed for the injection of water is short and the quantity d water supply is weak.

La figure 5 est semblable à la figure 2 et montre la zone de régulation du présent mode de réalisation. La vitesse de rotation NE est dans la plage allant de f (disons 2000 à 3000 tr/mn) à g (disons 7000 à 9000 tr/mn) et le degré d'ouverture de l'obturateur eTH est supérieur à h (disons 10 à 20 %). Figure 5 is similar to Figure 2 and shows the control area of this embodiment. The rotation speed NE is in the range from f (say 2000 to 3000 rpm) to g (say 7000 to 9000 rpm) and the degree of opening of the shutter eTH is greater than h (say 10 at 20%).

De cette façon, le choix de la quantité d'eau injectée (F) ou (G) est finalement déterminé par le traitement de l'opération en fonction du degré d'ouverture de l'obturateur eTz et de la vitesse de rotation du moteur NE, et selon une procédure invariable qui a été préalablement chargée en mémoire de l'unité de commande 12. In this way, the choice of the quantity of water injected (F) or (G) is finally determined by the processing of the operation as a function of the degree of opening of the shutter eTz and of the speed of rotation of the motor. NE, and according to an invariable procedure which has been previously loaded into the memory of the control unit 12.

C'est-à-dire qu'à la figure 6, quand chacun de deux signaux NE et oh est lu (S. 1), il est comparé avec chaque valeur représentant les valeurs limites dans la zone de régulation comme indiqué à la figure 5 (S. 2, S. 3). Dans le présent mode de réalisation eTH est comparé avec h (10 à 20 %) et NE est comparé avec f (2000 à 3000 tr/mn) et g (7000 à 9000 tr/mn). Si un seul de ces tests est négatif, l'eau n'est pas injectée et si tous ces tests sont positifs, la condition de commande est armée pour l'injection d'eau. That is to say in FIG. 6, when each of two signals NE and oh is read (S. 1), it is compared with each value representing the limit values in the regulation zone as indicated in the figure 5 (S. 2, S. 3). In the present embodiment eTH is compared with h (10 to 20%) and NE is compared with f (2000 to 3000 rpm) and g (7000 to 9000 rpm). If only one of these tests is negative, the water is not injected and if all these tests are positive, the control condition is set for the injection of water.

Dans le cas où la condition de commande pour l'injection d'eau est armée, le temps imparti pour l'injection est déterminé consécutivement (S. 4) et le signal d'ouverture de vanne est envoyé à la vanne d'injection d'eau pendant un laps de temps déterminé. If the control condition for water injection is armed, the time allocated for injection is determined consecutively (S. 4) and the valve opening signal is sent to the injection valve d water for a specified period of time.

La vanne d'injection d'eau 11 est alors ouverte pendant un temps défini pour injecter l'eau à l'intérieur du tuyau d'échappement 2 (S. 5).The water injection valve 11 is then opened for a defined time to inject the water inside the exhaust pipe 2 (S. 5).

La figure 7 montre une courbe du couple de sortie (TQ) avec injection d'eau commandée selon le présent mode de réalisation. Trois autres courbes y sont aussi représentées pour la comparaison, la première des trois est une courbe sans injection d'eau, la seconde est une courbe avec le temps d'injection maximal, la troisième est une courbe avec le temps d'injection minimal. La quantité d'eau injectée étant la même pour la seconde et la troisième courbe. FIG. 7 shows a curve of the output torque (TQ) with water injection controlled according to the present embodiment. Three other curves are also shown there for comparison, the first of the three is a curve without water injection, the second is a curve with the maximum injection time, the third is a curve with the minimum injection time. The amount of water injected being the same for the second and the third curve.

Comme on le voit sur ce graphique, si la quantité d'eau est précisément commandée comme dans le présent mode de réalisation, le creux dans le couple de sortie peut être presque éliminé afin d'empecher la chute de puissance délivrée. As can be seen in this graph, if the amount of water is precisely controlled as in the present embodiment, the dip in the output torque can be almost eliminated in order to prevent the drop in power delivered.

De plus, dans cette réalisation, il est aussi possible de déterminer le temps requis pour l'injection d'eau en se référant systématiquement à une fonction cartographique de commande pour chaque signal d'entrée de eTH et NE en mémorisant cette fonction cartographique dans l'unité de commande 12 préalablement. Furthermore, in this embodiment, it is also possible to determine the time required for the injection of water by systematically referring to a cartographic control function for each input signal of eTH and NE by memorizing this cartographic function in the control unit 12 beforehand.

La figure 8 représente un système suivant le troisième mode de réalisation de la présente invention. Figure 8 shows a system according to the third embodiment of the present invention.

La quantité d'eau injectée dans ce mode de réalisation est aussi variable suivant les différents modèles vus dans le mode de réalisation précédent. Toutefois le système fondamental est presque identique à celui de la figure 1.The amount of water injected in this embodiment is also variable depending on the different models seen in the previous embodiment. However, the basic system is almost identical to that of Figure 1.

Dans le présent mode de réalisation, un moteur à deux temps ou à quatre temps avec plusieurs cylindres (du type moteur à quatre cylindres) est utilisé. Une tubulure d'injection d'eau 10a se divise en quatre embranchements 20 à 23 à son extrémité ; ils sont reliés aux parois des quatre tuyaux d'échappement 24 à 27 composés d'un premier à un quatrième tuyaux d'échappement qui s'étendent à partir de chaque cylindre. In the present embodiment, a two-stroke or four-stroke engine with several cylinders (of the four-cylinder engine type) is used. A water injection pipe 10a is divided into four branches 20 to 23 at its end; they are connected to the walls of the four exhaust pipes 24 to 27 composed of a first to a fourth exhaust pipes which extend from each cylinder.

La tubulure d'eau d'injection 10a, une pièce commune pour les quatre embranchements 20 à 23, est équipée avec une vanne d'injection d'eau 11 à sa partie médiane. La vanne d'injection d'eau 11 est constituée d'un type de vanne connue à aiguille ou à papillon et est conçue pour changer le degré d'ouverture graduellement de façon continue ou par pas. The injection water tubing 10a, a common part for the four branches 20 to 23, is equipped with a water injection valve 11 at its middle part. The water injection valve 11 consists of a known type of needle or butterfly valve and is designed to change the degree of opening gradually continuously or stepwise.

Une unité de commande 12 est aussi utilisée dans les mêmes conditions, comme montré à la figure 2 en fonction du degré d'ouverture des obturateurs oe et de la vitesse de rotation NE. Cependant, dans le présent mode de réalisation, l'unité de commande 12 est conçue pour commander le degré d'ouverture de la vanne d'injection d'eau 11 à chaque modification du degré d'ouverture de l'obturateur oh et de la vitesse de rotation NE, et puis envoyer un signal à la vanne d'injection d'eau. A control unit 12 is also used under the same conditions, as shown in FIG. 2 depending on the degree of opening of the shutters oe and the speed of rotation NE. However, in the present embodiment, the control unit 12 is designed to control the degree of opening of the water injection valve 11 each time the degree of opening of the shutter oh and of the rotation speed NE, and then send a signal to the water injection valve.

De cette façon, la vanne d'injection d'eau 11 change le degré d'ouverture de façon continue ou par pas pour modifier la quantité nécessaire d'injection d'eau. Cela signifie qu'elle peut finement commander le maintien de la quantité optimale d'eau à injecter à tout moment. De plus, comme procédé de mise en oeuvre, il est possible soit de se référer continuellement à une fonction cartographique de commande qui a été mémorisée préalablement, comme décrit dans le mode de réalisation précédent, ou bien d'agir par pas pour chaque condition de valeurs constantes. In this way, the water injection valve 11 changes the degree of opening continuously or in steps to modify the necessary amount of water injection. This means that it can finely control the maintenance of the optimal amount of water to be injected at any time. In addition, as an implementation method, it is possible either to refer continuously to a cartographic control function which has been stored beforehand, as described in the previous embodiment, or else to act in steps for each condition of constant values.

De plus encore, suivant le présent mode de réalisation, il est avantageux que même les moteurs à plusieurs cylindres puissent être régulés avec un seul équipement de vanne d'injection d'eau 11. Il est aussi possible d'unifier la quantité nécessaire d'eau à injecter dans chaque tuyau 24 à 27. Still further, according to the present embodiment, it is advantageous that even multi-cylinder engines can be regulated with a single piece of water injection valve equipment 11. It is also possible to unify the necessary quantity of water to be injected into each pipe 24 to 27.

Un quatrième mode de réalisation va être expliqué en se référant aux figures 9 à 11. Comme on le voit à la figure 9, un dispositif d'échappement selon le présent mode de réalisation est conçu pour avoir presque la même structure que celle indiquée à la figure 1 du premier mode de réalisation avec seulement pour exception une chambre additionnelle de résonance. A fourth embodiment will be explained with reference to Figures 9 to 11. As seen in Figure 9, an exhaust device according to the present embodiment is designed to have almost the same structure as that indicated in the Figure 1 of the first embodiment with only the exception of an additional resonance chamber.

Une paroi du tuyau d'échappement 2 est équipée d'une chambre de résonance 150 en aval de la partie recevant le tuyau d'injection d'eau 100. La chambre de résonance 150 est équipée d'une vanne de chambre de résonance 152 pour ouvrir et fermer la partie de communication 151 formée à l'entrée de celle-ci. La vanne de la chambre de résonance 152 peut être de n'importe quelle forme y compris du type papillon. A wall of the exhaust pipe 2 is equipped with a resonance chamber 150 downstream of the part receiving the water injection pipe 100. The resonance chamber 150 is equipped with a resonance chamber valve 152 for open and close the communication part 151 formed at the entrance thereof. The valve of the resonance chamber 152 can be of any shape, including the butterfly type.

L'ouverture et la fermeture de la vanne de chambre de résonance 152 peuvent être commandées par un actionneur 180 constitué d'un électro-aimant ou d'un actionneur similaire commandé par l'unité de commande 120. Une fois que la vanne de la chambre de résonance 152 est ouverte, la chambre de résonance 150 entre en communication avec l'intérieur du tuyau d'échappement 2, mettant la chambre 150 l'état actif. Quand la vanne de la chambre de résonance 152 est fermée, la communication entre la chambre de résonance 150 et le tuyau d'échappement 2 est supprimée, plaçant la chambre de résonance 150 dans son état inactif. The opening and closing of the resonance chamber valve 152 can be controlled by an actuator 180 consisting of an electromagnet or a similar actuator controlled by the control unit 120. Once the valve of the resonance chamber 152 is open, the resonance chamber 150 enters into communication with the interior of the exhaust pipe 2, putting the chamber 150 in the active state. When the valve of the resonance chamber 152 is closed, the communication between the resonance chamber 150 and the exhaust pipe 2 is suppressed, placing the resonance chamber 150 in its inactive state.

Le dispositif de commande 120 est en substance le même que celui de la figure 1, mais il décide si la vanne d'injection d'eau 11 et la vanne de chambre de résonance 152 sont dans les conditions de régulation en fonction de la vitesse de rotation NE et du degré d'ouverture de l'obturateur oh et Si nécessaire, il détermine aussi d'autres conditions de régulation telles que la quantité nécessaire d'eau d'injection. The control device 120 is essentially the same as that of FIG. 1, but it decides whether the water injection valve 11 and the resonance chamber valve 152 are in the regulation conditions as a function of the speed of NE rotation and the degree of opening of the shutter oh and If necessary, it also determines other control conditions such as the required quantity of injection water.

La figure 10 montre un graphique représentant le procédé de commande de la vanne d'injection d'eau 11 et deux zones A' et B', indiquées par les parties hachurées, sont dans les conditions de régulation. FIG. 10 shows a graph representing the method for controlling the water injection valve 11 and two zones A 'and B', indicated by the hatched parts, are in the regulation conditions.

C'est-à-dire que dans la zone A', la vitesse de rotation NE est dans une zone de vitesses basses et intermédiaires de k (disons 3000 tr/mn) à m (disons 6500 tr/mn), et le degré d'ouverture de l'obturateur eTH est dans une plage supérieure à n (disons 10 %).That is to say that in zone A ', the speed of rotation NE is in a zone of low and intermediate speeds from k (say 3000 rpm) to m (say 6500 rpm), and the degree eTH shutter aperture is in a range greater than n (say 10%).

D'autre part, la zone B est une zone de combustion irrégulière dans la plage de 1 à m (disons 8000 tr/mn) pour la vitesse de rotation NE et de n à p (disons 30 %) pour le degré d'ouverture de l'obturateur
OTH
En conséquence, l'unité de commande 120 envoie un signal pour ouvrir la vanne d'injection d'eau îl seulement quand la vitesse de rotation NE et le degré d'ouverture de l'obturateur eTH sont dans les zones A',
B' et alors éjecte l'eau du tuyau d'injection d'eau 100 à l'intérieur du tuyau d'échappement 2. Toutefois, si le degré d'ouverture de l'obturateur 0,, est dans la plage allant de 0 % à n, l'eau n'est pas fournie quelle que soit la vitesse de rotation NE. Cela est destiné à empêcher l'eau de pénétrer dans le cylindre.On the other hand, zone B is an irregular combustion zone in the range from 1 to m (say 8000 rpm) for the speed of rotation NE and from n to p (say 30%) for the degree of opening shutter
OTH
Consequently, the control unit 120 sends a signal to open the water injection valve il only when the speed of rotation NE and the degree of opening of the shutter eTH are in the zones A ′,
B 'and then ejects the water from the water injection pipe 100 inside the exhaust pipe 2. However, if the degree of opening of the shutter 0 ,, is in the range from 0 % to n, water is not supplied regardless of the rotation speed NE. This is to prevent water from entering the cylinder.

La figure 11 est un graphique représentant le procédé de commande de la chambre de résonance 152 et les parties hachurées du dessin montrent la zone de régulation de la chambre de résonance. Cette zone de régulation dépend seulement de la vitesse de rotation
NE qui devient la condition de régulation, quelle que soit la valeur du degré d'ouverture de l'obturateur eTHt quand la vitesse de rotation NE est dans la plage allant de q (disons 4000 tr/mn) à r (disons 7000 tr/mn). L'unité de commande 120 envoie alors le signal à l'actionneur 180 pour ouvrir la vanne de la chambre de résonance 152 de façon à faire communiquer la chambre 150 avec l'intérieur du tuyau d'échappement 2.FIG. 11 is a graph showing the control method of the resonance chamber 152 and the hatched parts of the drawing show the regulation zone of the resonance chamber. This regulation zone only depends on the rotation speed
NE which becomes the regulation condition, whatever the value of the degree of opening of the shutter eTHt when the speed of rotation NE is in the range going from q (say 4000 rpm) to r (say 7000 rpm mn). The control unit 120 then sends the signal to the actuator 180 to open the valve of the resonance chamber 152 so as to make the chamber 150 communicate with the interior of the exhaust pipe 2.

De plus, l'unité de commande 120 est utilisée conjointement pour la vanne d'injection d'eau 11 et la vanne de la chambre de résonance 152 et elle est conçue pour commander les deux à la fois parce que les procédés de commande des figures 10 et 11 sont étroitement liés entre eux. Par conséquent, seulement une unité de commande 120 peut être utilisée pour les deux vannes. Toutefois, il est possible d'avoir deux unités de commande 120 de façon à ce que la vanne d'injection d'eau 11 et la vanne de la chambre de résonance 152 puissent être commandées par des unités indépendantes 120 et que chaque unité puisse commander les figures 10 et 11. In addition, the control unit 120 is used together for the water injection valve 11 and the resonance chamber valve 152 and is designed to control both because the control methods of the figures 10 and 11 are closely related. Therefore, only one control unit 120 can be used for the two valves. However, it is possible to have two control units 120 so that the water injection valve 11 and the valve of the resonance chamber 152 can be controlled by independent units 120 and that each unit can control Figures 10 and 11.

Ci-dessous, le mode de fonctionnement selon la réalisation présente va être décrit. Quand les conditions de marche du moteur entrent dans les conditions de régulation telles qu'indiquées dans les figures 10 et 11, l'unité de commande 120 teste en premier les signaux des capteurs de vitesse de rotation
NE et de degré d'ouverture de la vanne eTH entrés respectivement depuis le capteur de rotation 8 et le capteur d'obturateur 16 et alors commande soit la vanne d'injection d'eau 11 soit la vanne de la chambre de résonance 152 ou bien commande les deux. L'unité de commande 120 par conséquent, suivant la demande, envoie des signaux de commande soit à la vanne d'injection d'eau 11 ou soit à l'actionneur 180 ou aux deux.Below, the mode of operation according to the present embodiment will be described. When the operating conditions of the engine enter the regulation conditions as indicated in FIGS. 10 and 11, the control unit 120 first tests the signals from the rotational speed sensors
NE and degree of opening of the eTH valve entered respectively from the rotation sensor 8 and the shutter sensor 16 and then controls either the water injection valve 11 or the valve of the resonance chamber 152 or else order both. The control unit 120 therefore, depending on demand, sends control signals to either the water injection valve 11 or either to the actuator 180 or both.

En réponse aux signaux émis depuis l'unité de commande 120, soit la vanne d'injection d'eau 11 soit la vanne de la chambre de résonance 152 s'ouvre, soit les deux à la fois. Dès que la vanne d'injection d'eau 11 s'ouvre l'eau est injectée depuis le tuyau d'injection d'eau 100 à l'intérieur du tuyau d'échappement 2 et les gaz d'échappement dans le tuyau d'échappement sont refroidis pour abaisser la température des gaz d'échappement. Par conséquent, la vitesse du son dans le tuyau d'échappement 2 baisse pour ramener les conditions de pulsation de pression dans les conditions d'accord. In response to the signals transmitted from the control unit 120, either the water injection valve 11 or the valve of the resonance chamber 152 opens, or both at the same time. As soon as the water injection valve 11 opens, water is injected from the water injection pipe 100 inside the exhaust pipe 2 and the exhaust gases into the delivery pipe. exhaust are cooled to lower the temperature of the exhaust gases. Consequently, the speed of sound in the exhaust pipe 2 drops to bring the pressure pulsation conditions back to the tuning conditions.

De plus, quand la vanne de la chambre de résonance 152 s'ouvre, la chambre de résonance 150 communique avec le tuyau d'échappement 2. Cela signifie que la longueur équivalente du tuyau d'échappement est sensiblement accrue et de la même façon, les conditions de pulsation de pression, internes au tuyau d'échappement 2, retournent dans les conditions d'accord. In addition, when the valve of the resonance chamber 152 opens, the resonance chamber 150 communicates with the exhaust pipe 2. This means that the equivalent length of the exhaust pipe is appreciably increased and in the same way, the conditions of pressure pulsation, internal to the exhaust pipe 2, return to the conditions of agreement.

En plus, si l'ensemble de la vanne d'injection d'eau 11 et de la vanne de la chambre de résonance 152 s'ouvrent en même temps, la température des gaz d'échappement chute par l'injection d'eau du tuyau d'injection d'eau 100 à l'intérieur du tuyau d'échappement 2, ce qui a pour conséquence de réduire la vitesse du son dans le tuyau d'échappement 2 et la chambre de résonance 150. Cela signifie que le volume équivalent de la chambre de résonance 150 est sensiblement augmenté. Dans ces conditions, la plage des vitesses de rotation change et même dans la zone où les conditions de pulsation de pression ne peuvent pas normalement être ajustées par action de la chambre de résonance 150, la valeur de la fréquence de résonance varie et permet aux conditions de pulsation de pression de revenir à nouveau dans les conditions d'accord. In addition, if all of the water injection valve 11 and the resonance chamber valve 152 open at the same time, the temperature of the exhaust gases drops by the injection of water from the water injection pipe 100 inside the exhaust pipe 2, which has the consequence of reducing the speed of sound in the exhaust pipe 2 and the resonance chamber 150. This means that the equivalent volume of the resonance chamber 150 is significantly increased. Under these conditions, the range of rotational speeds changes and even in the area where the pressure pulsation conditions cannot normally be adjusted by action of the resonance chamber 150, the value of the resonance frequency varies and allows the conditions pressure pulse to return again to the tuning conditions.

La figure 12 est un graphique représentant les effets de la présente réalisation, dans lequel l'axe des abscisses porte la vitesse de rotation NE et l'axe des ordonnées porte le couple de sortie TQ, respectivement. Sont détaillés trois cas de comparaison : le cas où l'injection d'eau et l'activation de la chambre de résonance sont tout deux mises en oeuvre, le cas où seulement l'injection d'eau est mise en oeuvre, et le cas où seulement l'activation de la chambre de résonance est mise en oeuvre. FIG. 12 is a graph representing the effects of the present embodiment, in which the abscissa axis carries the speed of rotation NE and the ordinate axis carries the output torque TQ, respectively. Three comparison cases are detailed: the case where the water injection and the activation of the resonance chamber are both implemented, the case where only the water injection is implemented, and the case where only the activation of the resonance chamber is implemented.

On voit sur les dessins que quand l'injection d'eau et l'activation de la chambre de résonance sont toutes deux mises en oeuvre au même moment, le creux dans le couple de sortie ne se manifeste pratiquement pas, la courbe est modérée sur toute la plage de vitesse de rotation, et la chute dans la puissance délivrée est bien améliorée. We see in the drawings that when the water injection and the activation of the resonance chamber are both implemented at the same time, the dip in the output torque practically does not manifest itself, the curve is moderate on the entire range of rotational speed, and the drop in the power delivered is much improved.

D'autre part, dans les autres cas, on peut retrouver ce qui a été décrit précédemment, il reste un léger creux dans le couple de sortie dans une zone de la vitesse de rotation et la chute dans la puissance délivrée n'est pas totalement restaurée. On the other hand, in the other cases, we can find what has been described previously, there remains a slight dip in the output torque in a region of the speed of rotation and the fall in the power delivered is not completely restored.

De plus, dans les réalisations précédentes, la vitesse de rotation NE et le degré d'ouverture de l'obturateur OTH sont utilisés comme signaux de capteurs pour connaître les conditions de marche du moteur, qui doivent être entrées dans les unités de commande 12, 120. In addition, in the previous embodiments, the speed of rotation NE and the degree of opening of the shutter OTH are used as sensor signals to know the operating conditions of the engine, which must be entered in the control units 12, 120.

Par conséquent, par rapport à l'état antérieur de la technique où le tuyau d'échappement est équipé d'un capteur de température, à la place du capteur d'obturateur, et où la température est relevée directement à partir d'un tel capteur, il est évident que la longévité du capteur de même que le temps de réponse de la commande sont grandement améliorés. Therefore, compared to the prior art where the exhaust pipe is equipped with a temperature sensor, in place of the shutter sensor, and where the temperature is read directly from such a sensor, it is obvious that the longevity of the sensor as well as the response time of the control are greatly improved.

Toutefois, on peut utiliser en option la température des gaz d'échappement comme signal de capteur, à la place ou conjointement, avec le degré d'ouverture de l'obturateur 0,,, et d'autres capteurs appropriés peuvent être utilisés ensemble. However, the exhaust gas temperature can optionally be used as the sensor signal, instead of or in conjunction with the shutter opening degree 0 ,,, and other suitable sensors can be used together.

En outre, il doit être clairement compris que le moteur à utiliser ici n'est pas limité au type à deux temps, et la présente invention peut aussi s'appliquer aux types à quatre temps, si la puissance de sortie peut être accrue en utilisant les conditions de pulsation de pression dans le tuyau d'échappement. Furthermore, it should be clearly understood that the engine to be used here is not limited to the two-stroke type, and the present invention can also be applied to the four-stroke types, if the output power can be increased by using the conditions of pressure pulsation in the exhaust pipe.

Un cinquième mode de réalisation va être décrit en se référant aux figures 13 à 15. La figure 13 est une coupe transversale montrant le tuyau d'injection d'eau d'un tuyau d'échappement ; la figure 14 est une vue montrant le système complet du dispositif d'échappement ; et la figure 15 est une vue de côté gauche montrant les pièces essentielles d'une motocyclette équipée d'un moteur du type deux temps et à quatre cylindres en V. A fifth embodiment will be described with reference to Figures 13 to 15. Figure 13 is a cross section showing the water injection pipe of an exhaust pipe; Figure 14 is a view showing the complete system of the exhaust device; and FIG. 15 is a left side view showing the essential parts of a motorcycle equipped with a two-stroke type engine and with four V-cylinders.

En premier lieu, dans la figure 15, à la partie d'extrémité frontale d'un cadre principal 201 qui s'étend vers l'arrière et obliquement vers le bas dans les directions frontale et arrière, se trouve un tube de tête 202 dans lequel la partie supérieure de la fourche avant 203 est montée pivotante, la partie inférieure de la fourche avant étant conçue pour recevoir la roue avant 204. First, in Figure 15, at the front end portion of a main frame 201 which extends rearward and obliquely downward in the front and rear directions, is a head tube 202 in which the upper part of the front fork 203 is pivotally mounted, the lower part of the front fork being designed to receive the front wheel 204.

Un moteur 205 est supporté en bas de la partie médiane du cadre principal 201,et à la partie extrême arrière du cadre principal 201 sont fixées les parties supérieures d'une paire de plaques de pivot gauche et droite 206 qui s'étendent vers le haut et vers le bas. A motor 205 is supported at the bottom of the middle part of the main frame 201, and at the rear end part of the main frame 201 are fixed the upper parts of a pair of left and right pivot plates 206 which extend upwards and down.

Sur la plaque de pivot 206 est montée pivotante l'extrémité avant d'un bras arrière 207, et une roue arrière 208 est supportée sur la partie extrême arrière du cadre principal 201. Le repère 209 montre une unité d'amortissement.On the pivot plate 206 is pivotally mounted the front end of a rear arm 207, and a rear wheel 208 is supported on the rear end of the main frame 201. The reference 209 shows a damping unit.

Le moteur 205 a un cylindre avant gauche 210 et un cylindre arrière gauche 211 faisant une forme de "V", en relation réciproque de synchronisme des explosions, et, les recouvrant, un cylindre avant droit 212 et un cylindre arrière droit 213 sont prévus aussi en relation réciproque de synchronisme des explosions, bien qu'ils ne puissent être vus sur la figure. The engine 205 has a left front cylinder 210 and a left rear cylinder 211 forming a "V" shape, in reciprocal relationship of explosion synchronism, and, overlapping them, a right front cylinder 212 and a right rear cylinder 213 are also provided. in reciprocal synchronism of the explosions, although they cannot be seen in the figure.

Les extrémités avant gauche et droite des tuyaux d'échappement 214, 215 s'étendent respectivement à partir des cylindres gauche et droit 210, 212 par dessous le moteur 205 et vers l'arrière du corps du véhicule et sont conformés pour croiser obliquement le bras arrière 207 et ensuite sont recourbés vers le haut, leur parties arrière étant connectées à des silencieux 216, 217 sur les parties latérales supérieures de la roue arrière 208. The front left and right ends of the exhaust pipes 214, 215 extend respectively from the left and right cylinders 210, 212 below the engine 205 and towards the rear of the vehicle body and are shaped to cross the arm obliquely rear 207 and then are bent upwards, their rear parts being connected to silencers 216, 217 on the upper lateral parts of the rear wheel 208.

De même, à partir des cylindres arrière gauche et droit 211, 213 s'étendent les tuyaux d'échappement gauche et droit 218, 219 de façon pratiquement rectiligne vers l'arrière du corps du véhicule, leurs parties extrêmes arrière étant connectées aux silencieux 220, 221. De plus à cette figure, le tuyau d'échappement sur le côté droit et le silencieux 221 connectés à celui-ci ne peuvent pas être vus parce qu'ils sont recouverts par ceux du coté gauche. Similarly, from the left and right rear cylinders 211, 213 extend the left and right exhaust pipes 218, 219 in a practically straight line towards the rear of the vehicle body, their rear end parts being connected to the silencers 220 , 221. In addition to this figure, the exhaust pipe on the right side and the silencer 221 connected to it cannot be seen because they are covered by those on the left side.

A chaque tuyau d'échappement sont reliés une chambre de résonance 222 et un tuyau d'injection d'eau 223 et en amont de cette dernière (du côté opposé au tuyau d'échappement) un clapet de sécurité 224 est monté. Ce dernier est un clapet à sens unique qui permet à l'eau de s'écouler seulement dans la direction du tuyau d'injection d'eau 223. To each exhaust pipe are connected a resonance chamber 222 and a water injection pipe 223 and upstream of the latter (on the side opposite to the exhaust pipe) a safety valve 224 is mounted. The latter is a one-way valve which allows water to flow only in the direction of the water injection pipe 223.

Deux dérivations gauches 225 reliées à chaque clapet de sécurité 224 sur le côté gauche des tuyaux d'échappement 214 et 218 sont reliées à une tuyauterie collectrice 227 par un raccord en T 226. La tuyauterie collectrice gauche 227, qui vient d'être décrite, est reliée à la canalisation principale 230 par une tuyauterie collectrice droite 228 et un raccord prévu pour alimenter chacun des tuyaux d'échappement droits 215, 219. La canalisation principale 230 est reliée à une pompe à eau 232 par l'intermédiaire d'un clapet de sécurité 231. En outre, un conduit d'eau est constitué par un conduit allant du tuyau d'injection d'eau 223 à la canalisation principale 230. Two left branches 225 connected to each safety valve 224 on the left side of the exhaust pipes 214 and 218 are connected to a collecting pipe 227 by a T-connector 226. The left collecting pipe 227, which has just been described, is connected to the main pipe 230 by a straight collecting pipe 228 and a fitting provided for supplying each of the straight exhaust pipes 215, 219. The main pipe 230 is connected to a water pump 232 by means of a valve Safety 231. In addition, a water pipe is constituted by a pipe going from the water injection pipe 223 to the main pipe 230.

Dans la partie médiane du cadre principal 201 est installée l'unité de commande 233 pour entraîner et commander la pompe à eau 232. La commande de l'unité de commande 233 est opérée sur la base du degré d'ouverture de l'obturateur sTH qui est un signal d'entrée en provenance du capteur bien connu d'obturateur 235 installé dans le carburateur 234, et de la vitesse de rotation NE qui est un signal d'entrée d'un capteur bien connu 237 installé dans le carter de vilebrequin 236. In the middle part of the main frame 201 is installed the control unit 233 for driving and controlling the water pump 232. The control of the control unit 233 is operated on the basis of the degree of opening of the shutter sTH which is an input signal from the well known shutter sensor 235 installed in the carburetor 234, and the rotational speed NE which is an input signal from a well known sensor 237 installed in the crankcase 236.

Une paire de structures droite et gauche 201 sont disposées de manière à avoir le tube de tête 202 comme sommet, et sont renforcées à leur parties frontale par un gousset 238 de structure en caisson. Un tube transversal supérieur 239 est assemblé entre la paire de plaques droite et gauche de pivot 206 qui sont fixées sur les parties droite et gauche du gousset. A pair of right and left structures 201 are arranged so as to have the head tube 202 as a top, and are reinforced at their front parts by a gusset 238 of box structure. An upper transverse tube 239 is assembled between the pair of right and left pivot plates 206 which are fixed on the right and left parts of the gusset.

Etant donné que chaque élément est creux, les structures principales droite et gauche 201 sont reliées au gousset 238 et à La plaque de pivot 206 ainsi qu'à la barre transversale supérieure 239 de façon à former un réservoir d'eau unique 250 (voir la figure 14 ci-jointe).Since each element is hollow, the main right and left structures 201 are connected to the gusset 238 and to the pivot plate 206 as well as to the upper crossbar 239 so as to form a single water tank 250 (see the figure 14 attached).

Etant donné que la structure principale 201 est haute en avant et basse en arrière, un orifice d'alimentation d'eau 240 est prévu près du tube de tête 202, et la pompe à eau 232 est montée directement sur la partie supérieure de la plaque gauche de pivot 206 conçue pour recevoir la partie extrême arrière gauche du cadre principal 201. Since the main structure 201 is high at the front and low at the rear, a water supply port 240 is provided near the head tube 202, and the water pump 232 is mounted directly on the upper part of the plate. pivot left 206 designed to receive the left rear extreme part of the main frame 201.

De plus, entre les parties inférieures des plaques de pivot gauche et droite 206 est assemblé un tube transversal inférieur 241. En conséquence, si le volume du réservoir d'eau 250 devait être accru par l'utilisation des volumes intérieurs des structures principales droite et gauche 201 et des plaques pivot 206, les parties inférieures de ces dernières pourraient communiquer avec le tube transversal inférieur 241. In addition, between the lower parts of the left and right pivot plates 206 is assembled a lower transverse tube 241. Consequently, if the volume of the water tank 250 were to be increased by using the interior volumes of the main structures, right and left 201 and pivot plates 206, the lower parts of the latter could communicate with the lower transverse tube 241.

En se reportant maintenant à la figure 14, sur les quatre tuyaux d'échappement 214, 215, 218 et 219 sont installés respectivement la chambre de résonance 222, Le tuyau d'injection d'eau 223 et Le clapet de sécurité 224 de la structure. La chambre de résonance 222 communique avec l'intérieur du tuyau d'échappement 214 dans la partie du col 242, et de façon à ouvrir et fermer cette partie de communication, une vanne de chambre de résonance 243 (indiquée par son numéro de repère seulement sur le tuyau d'échappement 214 à la présente figure) est prévue pour être ouverte et fermée par l'intermédiaire d'un moteur de vanne 244. Referring now to FIG. 14, on the four exhaust pipes 214, 215, 218 and 219 are installed respectively the resonance chamber 222, the water injection pipe 223 and the safety valve 224 of the structure . The resonance chamber 222 communicates with the interior of the exhaust pipe 214 in the part of the neck 242, and so as to open and close this communication part, a resonance chamber valve 243 (indicated by its reference number only on the exhaust pipe 214 in the present figure) is intended to be opened and closed by means of a valve motor 244.

Deux dérivations gauche 248 sont aussi reliées à chacun des clapets de sécurité 224 des tuyaux d'échappement du côté gauche 215 et 219, et sont reliées respectivement à une tuyauterie collectrice droite 228 par l'intermédiaire d'un raccord en T 249. Two left branches 248 are also connected to each of the safety valves 224 of the left side exhaust pipes 215 and 219, and are respectively connected to a right collecting pipe 228 by means of a T-connector 249.

Par conséquent elles sont classées en deux groupes, l'un étant celui des tuyaux d'échappement 214, 218 reliés aux cylindres avant et arrière du côté gauche 210, 211 en relation mutuelle de synchronisme des explosions, et l'autre groupe étant celui des tuyaux d'échappement 215, 219 reliés aux cylindres avant et arrière du côté droit 212, 213 de façon similaire en relation mutuelle de synchronisme des explosions, et ceux pour lesquels le réglage d'allumage est semblable dans chaque groupe sont conçus pour être reliés aux dérivations 225 ou 248.Consequently, they are classified into two groups, one being that of the exhaust pipes 214, 218 connected to the front and rear cylinders on the left side 210, 211 in mutual relation of synchronization of the explosions, and the other group being that of the exhaust pipes 215, 219 connected to the front and rear cylinders on the right side 212, 213 in a similar manner in relation to the timing of the explosions, and those for which the ignition setting is similar in each group are designed to be connected to the 225 or 248 leads.

Le réservoir d'eau 250 auquel la pompe à eau 232 est fixée, dans le cas de cette réalisation, est constitué du cadre principal 201 ou similaire, comme décrit précédemment. Cependant un réservoir d'eau distinct peut être prévu en option sans utilisation du cadre principal 201 ou similaire. The water tank 250 to which the water pump 232 is fixed, in the case of this embodiment, consists of the main frame 201 or the like, as described above. However, a separate water tank can be provided as an option without using the main frame 201 or the like.

L'unité de commande 233 est pré-programmée pour commander à la fois les fonctions de la pompe à eau 232 et de la vanne de chambre de résonance 243 en même temps ou séparément, suivant que l'unité de commande 233 a décidé qu'il y avait un risque de désaccord dans les conditions de pulsation de pression de chaque tuyau d'échappement dans les régions de basses et moyennes vitesses. De plus, une manière d'opérer peut être fixée en option suivant les particularités utilisées en fonction de ses conditions de commande ainsi que de celles de la pompe à eau 232 et celles de la vanne de chambre de résonance 243. The control unit 233 is pre-programmed to control both the functions of the water pump 232 and the resonance chamber valve 243 at the same time or separately, depending on whether the control unit 233 has decided that there was a risk of disagreement in the conditions of pressure pulsation of each exhaust pipe in the regions of low and medium speeds. In addition, a way of operating can be optionally fixed according to the particularities used as a function of its control conditions as well as those of the water pump 232 and those of the resonance chamber valve 243.

La figure 13 montre une structure détaillée relative au tuyau d'injection d'eau 223 prévu sur le tuyau d'échappement 214. Une même structure de pompe d'injection d'eau 223 est prévue sur chaque tuyau d'échappement. Le tuyau d'injection d'eau 223 comprend un support 252, un raccord de tubulure 253 et un ajutage 254. Le raccord de tubulure 253 et l'ajutage 254 ont, respectivement, des filetages mâles usinés sur leurs diamètres extérieurs, de façon à s'accoupler avec des taraudages femelles usinés dans des perçage du support 250 de forme cylindrique. FIG. 13 shows a detailed structure relating to the water injection pipe 223 provided on the exhaust pipe 214. The same structure of the water injection pump 223 is provided on each exhaust pipe. The water injection pipe 223 comprises a support 252, a tubing connector 253 and a nozzle 254. The tubing connector 253 and the nozzle 254 have, respectively, male threads machined on their outside diameters, so as to mate with female threads machined in holes in the support 250 of cylindrical shape.

Le support 252 a une partie de plus faible diamètre 255 à une extrémité qui est insérée dans la paroi cylindrique du tuyau d'échappement 214 et liée au tuyau d'échappement 214 par serrage et soudure. The support 252 has a smaller diameter portion 255 at one end which is inserted into the cylindrical wall of the exhaust pipe 214 and connected to the exhaust pipe 214 by clamping and welding.

A une extrémité du raccord de tubulure 253 est prévu un gicleur 256 créant un étranglement à mi-chemin du passage de l'eau. La quantité d'eau à injecter nécessaire pour le refroidissement est déterminée par la section de passage "s" de l'orifice 256a du gicleur 256. At one end of the tubing connection 253 is provided a nozzle 256 creating a constriction halfway through the passage of the water. The quantity of water to be injected necessary for cooling is determined by the passage section "s" of the orifice 256a of the nozzle 256.

Le gicleur 254 se compose d'une partie tampon 257 de plus large diamètre et d'une buse d'injection d'eau 258 de plus petit diamètre. Cet ensemble pénètre dans un trou cylindrique 255 du support 252 pour dépasser à l'intérieur du tuyau d'échappement 214, sa section transversale de passage "S" étant supérieure à la section de passage "s" de la partie d'orifice 256a. The nozzle 254 consists of a buffer portion 257 of larger diameter and a water injection nozzle 258 of smaller diameter. This assembly enters a cylindrical hole 255 of the support 252 to protrude inside the exhaust pipe 214, its cross section of passage "S" being greater than the cross section of passage "s" of the orifice part 256a.

La partie tampon 257 est placée adjacente à un gicleur 256 et entre ce dernier et la buse d'injection d'eau 258, un volume tampon 259 est aménagé dans la partie tampon. Le passage de section transversale S est plus grand que chacune des sections de passage "S" et "s" de la buse d'injection 258 et le la partie d'orifice 256a. The buffer part 257 is placed adjacent to a nozzle 256 and between the latter and the water injection nozzle 258, a buffer volume 259 is arranged in the buffer part. The cross section passage S is larger than each of the passage sections "S" and "s" of the injection nozzle 258 and the orifice portion 256a.

Sur la périphérie de la partie centrale du raccord de tubulure 253 se trouve un épaulement 260 qui s'appuie sur une partie saillante du support 252 par l'intermédiaire d'une rondelle 261. Sur la périphérie extérieure de l'épaulement 260 vers l'extrémité opposée à l'ajutage sont usinés des filets mâles, autour desquels une extrémité de la dérivation 252 est ajustée et fixée par l'usage de l'écrou de blocage 263. On the periphery of the central part of the tubing connection 253 is a shoulder 260 which rests on a projecting part of the support 252 by means of a washer 261. On the external periphery of the shoulder 260 towards the opposite the nozzle are machined male threads, around which one end of the branch 252 is adjusted and fixed by the use of the locking nut 263.

La description suivante est faite en relation avec le fonctionnement de la présente réalisation. En premier lieu, à la figure 15, quand l'unité de commande 233 décide que les conditions de pulsation de pression dans chacun des tuyaux d'échappement 214, 215, 218 et 219 sont en condition de désaccord, sur la base du degré d'ouverture de l'obturateur eTH qui est entré depuis la dérivation 225, et de La vitesse de rotation NE qui est entre depuis le capteur de rotation 237, une instruction est envoyée pour actionner chacune des motorisations de la vanne 244 et de pompe à eau 232 si souhaité. The following description is made in relation to the operation of the present embodiment. First, in Figure 15, when the control unit 233 decides that the conditions of pressure pulsation in each of the exhaust pipes 214, 215, 218 and 219 are in disagreement condition, based on the degree d opening of the shutter eTH which is entered from bypass 225, and of the speed of rotation NE which is entered from the rotation sensor 237, an instruction is sent to actuate each of the motorizations of the valve 244 and of the water pump 232 if desired.

Quand le moteur de vanne 244 reçoit l'instruction de l'unité de commande 233, chaque chambre de résonance 222 est conçue pour permettre l'ouverture de la vanne de chambre de résonance 243 de celle-ci, de façon à faire communiquer chaque intérieur des tuyaux d'échappement 214, 215, 218 et 219 avec les intérieurs des chambres de résonance 222 et d'établir la résonance entre chaque couple. Pour cette raison, la chute de puissance délivrée est évitée en régulant les conditions de pulsation de pression de chacun des tuyaux d'échappement 214, 215, 218 et 219, responsables du désaccord sur les conditions d'accord. When the valve motor 244 receives the instruction from the control unit 233, each resonance chamber 222 is designed to allow the opening of the resonance chamber valve 243 thereof, so as to communicate each interior exhaust pipes 214, 215, 218 and 219 with the interiors of the resonance chambers 222 and establishing the resonance between each pair. For this reason, the drop in power delivered is avoided by regulating the conditions of pressure pulsation of each of the exhaust pipes 214, 215, 218 and 219, responsible for the disagreement on the conditions of agreement.

Aussi, quand la pompe à eau 232 se met en marche, l'eau dans la plaque de pivot 206 est envoyée à la canalisation principale 230 sous pression, puis s'écoule dans la canalisation 230 quand la pression de l'eau envoyée dépasse la pression de tarage du clapet de sécurité 231, et alors est répartie dans la tuyauterie collectrice gauche 227 et la tuyauterie collectrice droite 228, l'eau étant ensuite répartie dans chacune des dérivations 225 et 248 et finalement envoyée à chacun des clapets de sécurité 224. Also, when the water pump 232 starts, the water in the pivot plate 206 is sent to the main pipe 230 under pressure, then flows into the pipe 230 when the pressure of the water sent exceeds the set pressure of the safety valve 231, and is then distributed in the left collecting pipe 227 and the right collecting pipe 228, the water then being distributed in each of the branches 225 and 248 and finally sent to each of the safety valves 224.

Quand la pression de l'eau envoyée excède la pression de tarage du clapet de sécurité 224, l'eau est injectée par les dérivations 225 depuis chaque tuyau d'injection 223 à l'intérieur de chaque tuyau d'échappement 214, 215, 218 et 219, où par conséquent la température des gaz d'échappement dans les tuyaux d'échappement 214, 215, 218 et 219 est abaissée et l'accord avec les conditions de pulsation de pression est obtenu, et la chute de la puissance de sortie est évitée en abaissant la vitesse du son. When the pressure of the water sent exceeds the setting pressure of the safety valve 224, the water is injected through the branches 225 from each injection pipe 223 inside each exhaust pipe 214, 215, 218 and 219, where consequently the temperature of the exhaust gases in the exhaust pipes 214, 215, 218 and 219 is lowered and the agreement with the conditions of pressure pulsation is obtained, and the drop in the output power is avoided by lowering the speed of sound.

A ce moment, l'ajutage 256 est installé dans le tuyau d'injection d'eau 223, ta section transversale de passage "s" de la partie d'orifice 256a est beaucoup plus petite que La section transversale "S" de passage de la buse 258 d'injection d'eau. En conséquence, si la pression d'échappement dans le tuyau d'échappement 214 devient plus grande que la pression d'injection d'eau, et en conséquence de cela, même si les gaz d'échappement entraient dans la buse d'injection 258, les gaz seraient d'abord diffusés dans la partie tampon 257 de façon à reduire la pression et puisque la pression d'injection d'eau devient supérieure dans la partie d'orifice 256a précédente, les gaz d'échappement atteindraient difficilement la partie d'orifice 256a. At this time, the nozzle 256 is installed in the water injection pipe 223, the cross section of passage "s" of the orifice part 256a is much smaller than the cross section "S" of passage of the water injection nozzle 258. As a result, if the exhaust pressure in the exhaust pipe 214 becomes greater than the water injection pressure, and as a result, even if the exhaust gases enter the injection nozzle 258 , the gases would first be diffused in the buffer part 257 so as to reduce the pressure and since the water injection pressure becomes higher in the orifice part 256a above, the exhaust gases would hardly reach the part d orifice 256a.

Donc, il est possible d'éviter à la partie d'orifice 256a de se remplir de charbon ou autres résidus en provenance des gaz d'échappement, et puisque la buse d'injection d'eau 258 peut être ouverte sur un ordre qui est essentiel pour décider de la quantité d'eau à injecter, il est aussi possible d'éviter que le tuyau d'injection d'eau se bouche par des dépôts de carbone ou autre. En plus, comme les tuyaux d'échappement gauches 214 et 218 et les tuyaux d'échappement droits 215 et 219, qui sont dans les mêmes conditions de combustion, sont respectivement reliés par les dérivations 225 et 248, la pression d'échappement est appliquée sur les tuyaux d'échappement 214 et 218 ou sur les tuyaux d'échappement 215 et 219 simultanément à chaque extrémité des dérivations 225 ou 248, respectivement, par conséquent les gaz d'échappement pénètrent difficilement dans chacun des tuyaux d'injection d'eau 223. Therefore, it is possible to prevent the orifice part 256a from filling up with coal or other residues from the exhaust gases, and since the water injection nozzle 258 can be opened on an order which is essential for deciding on the quantity of water to inject, it is also possible to prevent the water injection pipe from becoming blocked by carbon deposits or the like. In addition, as the left exhaust pipes 214 and 218 and the right exhaust pipes 215 and 219, which are under the same combustion conditions, are connected by branches 225 and 248 respectively, the exhaust pressure is applied on the exhaust pipes 214 and 218 or on the exhaust pipes 215 and 219 simultaneously at each end of the branches 225 or 248, respectively, consequently the exhaust gases hardly penetrate into each of the water injection pipes 223.

Sur ce point, cela aussi aide à éviter l'obstruction du tuyau d'injection d'eau 223 et est avantageux dans le cas de moteurs multicylindres. On this point, this also helps to avoid obstruction of the water injection pipe 223 and is advantageous in the case of multi-cylinder engines.

En outre, cela peut simplifier le branchement des canalisations.In addition, this can simplify the connection of pipes.

La figure 16 montre un sixième mode de réalisation qui présente quelques variantes dans la structure du tuyau d'injection. Figure 16 shows a sixth embodiment which presents some variants in the structure of the injection pipe.

La figure 16 est une vue semblable à la figure 13, et dans ce mode de réalisation, un ajutage 354 constituant le tuyau d'injection d'eau a une dimension un peu plus longue, une extrémité de l'ajutage ayant un filetage mâle sur sa périphérie externe de façon à se visser dans un taraudage femelle usiné dans un perçage d'un support 350. Un gicleur 356 est emmanché dans cette partie d'extrémité d'engagement. FIG. 16 is a view similar to FIG. 13, and in this embodiment, a nozzle 354 constituting the water injection pipe has a slightly longer dimension, one end of the nozzle having a male thread on its outer periphery so as to be screwed into a female thread machined in a bore of a support 350. A nozzle 356 is fitted into this engagement end part.

L'autre extrémité de l'ajutage 354 forme le tuyau d'injection d'eau 358 et pénètre à l'intérieur d'un tuyau d'échappement 314 sur une faible longueur, les parois latérales étant pourvues de plusieurs ouvertures 364. Dans le diamètre intérieur de la partie extrême du tuyau d'injection 358 est usiné un taraudage 365 qui est obturé par un bouchon ajusté 370. The other end of the nozzle 354 forms the water injection pipe 358 and enters the interior of an exhaust pipe 314 over a short length, the side walls being provided with several openings 364. In the inside diameter of the end part of the injection pipe 358 is machined a thread 365 which is closed by a fitted plug 370.

Sur la partie médiane de la surface latérale du bouchon 370 est usinée une partie filetée mâle 371 s'engageant dans le taraudage 365. On the central part of the lateral surface of the plug 370 is machined a male threaded part 371 engaging in the internal thread 365.

L'extrémité du bouchon 370 faisant face au gicleur 356 est une surface conique centrée 372 pointant en direction du gicleur 356. L'extension de cette surface conique 372 passe au travers des percages de fenêtrage 364. La surface conique 372 peut avoir différents angles d'inclinaison, comme le montre la figure. The end of the plug 370 facing the nozzle 356 is a centered conical surface 372 pointing in the direction of the nozzle 356. The extension of this conical surface 372 passes through fenestration holes 364. The conical surface 372 can have different angles d tilt, as shown in the figure.

De plus, la surface totale des trous de fenêtrage 364 est bien supérieure à celle de la section de passage "s" de la partie tuyau 356a. La section transver sale de passage du tuyau d'injection 358, est également largement supérieure à la section "s" de passage de la partie d'orifice 356a. In addition, the total area of the window holes 364 is much greater than that of the passage section "s" of the pipe portion 356a. The dirty cross-section for passage of the injection pipe 358 is also much greater than the section "s" for passage of the orifice part 356a.

Quand cela est ainsi constitué, l'orientation de la direction d'injection d'eau peut être librement donnée par l'intermédiaire de la surface conique 372 du bouchon 370, et parce que l'eau peut être diffusée largement à l'intérieur du tuyau d'échappement 314, il est possible d'améliorer l'efficacité du refroidissement des gaz d'échappement. When this is so constituted, the orientation of the direction of water injection can be freely given via the conical surface 372 of the plug 370, and because the water can be diffused widely inside the exhaust pipe 314, it is possible to improve the efficiency of the exhaust gas cooling.

La figure 17 montre un septième mode de réalisation, et dans cette réalisation, la structure de l'ajutage 454 constituant le tuyau d'injection d'eau est sensiblement semblable au mode de réalisation précédent. Cependant, il est caractérisé en ce que la buse d'injection 458 de l'ajutage 454 est prolongée jusqu'à proximité du centre "C" du tuyau d'échappement 414. De façon à ce que l'eau puisse être injectée dans la partie centrale du tuyau d'échappement 414, là où il est possible de parfaire l'efficacité de refroidissement des gaz d'échappement. Figure 17 shows a seventh embodiment, and in this embodiment, the structure of the nozzle 454 constituting the water injection pipe is substantially similar to the previous embodiment. However, it is characterized in that the injection nozzle 458 of the nozzle 454 is extended to near the center "C" of the exhaust pipe 414. So that the water can be injected into the central part of the exhaust pipe 414, where it is possible to improve the cooling efficiency of the exhaust gases.

Claims

1. An exhaust device for an internal combustion engine comprising: a combustion chamber; an exhaust pipe (2) adapted to relax the exhaust gases from the combustion chamber; a cooling device delivering refrigerant inside or around the exhaust pipe (2) to reduce the temperature of the exhaust gases; a sensor detecting the operating conditions of the engine; a control unit (12) controlling the operation of the cooling device in response to the sensor signal supplied by the sensor, characterized in that the control unit (12) is designed to deliver the refrigerant inside the exhaust pipe (2) by activating the cooling device only under predefined engine running conditions.

2. Exhaust device for an internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the sensor consists in fact of a first sensor (8) for measuring the rotation speed of the engine and of a second sensor ( 16) to raise the degree of opening of a shutter.

3. Exhaust device for an internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the cooling device is equipped with a valve (11) which controls both the arrival and the stopping of the intake. refrigerant, and the degree of opening of the valve (11) can be varied continuously or in steps, by the control unit (12).

4. Exhaust device for an internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the cooling device is equipped with a valve (11) which controls both the arrival and the stopping of the intake. refrigerant and the opening time of the valve (11) on a revolution of the engine can be changed by the control unit (12).

5. Exhaust device for an internal combustion engine according to claim 1, characterized in that a resonance chamber (150) is installed to communicate with the exhaust pipe (2), as well as a chamber valve resonance (152) to open and close the communication part of the resonance chamber (150) with the exhaust pipe (2), and in that the control unit (12) is provided for controlling either the device either the resonance chamber valve (152), or order both at the same time.

6. Exhaust device for an internal combustion engine using water as a coolant according to claim 1, characterized in that the cooling device comprises a water tank (250), a water pump (232) fixed on the reservoir (250), an injection nozzle (258) opening into an exhaust pipe (214) and a water passage (223) connecting the water reservoir to the injection nozzle, a constriction of the passage of water being formed near the injection nozzle (258), and the cross section of the injection nozzle (258) being larger in area than that of the throat.