FR2841294A1 - Procede de controle d'un moteur suralimente a injection indirecte et moteur utilisant un tel procede - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne un procédé de contrôle d'un moteur suralimenté à injection indirecte comprenant au moins un moyen d'admission d'air suralimenté (12) avec un moyen d'obturation (16), un moyen d'injection de carburant (32) et au moins un moyen d'échappement de gaz brûlés (20, 22) avec un moyen d'obturation (24, 26). Selon l'invention, le procédé consiste à admettre, dans une chambre de combustion (30) du moteur, de l'air suralimenté non carburé avant la fermeture du moyen d'obturation (24, 26) du moyen d'échappement des gaz brûlés (20, 22) et à admettre de l'air suralimenté carburé à la fermeture dudit moyen d'obturation.
Description
(3) enforce dans le fond de la mer (4).
La presente invention se rapporte a des moteurs a combustion interne suralimentes a injection indirecte, notamment a injection indirecte d'essence et
a allumage commande.
Comme cela est connu, la puissance delivree par un moteur a combustion interne est fonction de la quantite d'air introduite dans la chambre de combustion de ce moteur, quantite d'air qui est elle-meme proportionnelle a
la densite de cet air.
Ainsi, en cas de besoin d'une forte puissance, il peut y etre repondu au moyen d'une compression de l'air avant son admission dans le cylindre du
moteur, plus communement appelee suralimentation.
Cette suralimentation peut etre realisee par un turbocompresseur ou par
un compresseur entrane, tel qu'un compresseur a vis par exemple.
Dans le cas d'une utilisation d'un turbocompresseur, une partie de I'energie perdue dans ies gaz d'echappement est recuperee au moyen d'une turbine placee dans le flux de gaz brGles. Cette energie est utilisee positivement, pour comprimer l'air d'admission, ce qui augmente le remplissage
en air et accrot done les performances du moteur.
Bien que les moteurs suralimentes permettent des reductions de consommation, celles-ci ne peuvent etre realisees qu'avec une technologie
souvent sophistiquee qui augmente le coGt global de ce moteur.
II est egalement connu que la turbocompression constitue le type de suralimentation le plus utilise actuellement, notamment sur les moteurs de
- moyenne et grosse cylindrees.
Notamment, comme cela est mieux-decrit dans la demande de brevet FR-A-2 781 011, il est prevu de controler le fonctionnement d'un moteur a injection directe d'essence en realisant un croisement des soupapes d'echappement et d'admission. Ce croisement permet d'evacuer les gaz brGles residuels de la chambre de combustion pour les remplacer par de l'air frais suralimente. II est en outre prevu d'asservir le debut de ['injection du carburant a la fermeture de la soupape d'echappement afin d'eviter le court-circuitage du carbu rent a l'echappement, c'est-a-dire le passage de carburant non brule a l'echappement. On salt egalement que tout croisement des soupapes est nefaste au fonctionnement d'un moteur suralimente a injection indirecte, avec injection du
carburant dans ies tubulures d'admission.
Dans ce type de moteur, un croisement des soupapes signifie une ouverture simultanee des soupapes d'admission et d'echappement, ouverture pendant laquelle une partie du carburant, qui est injecte dans la tubulure d'admission, peut etre directement court-circuite a 1'echappement, sans avoir
ete brule.
Ceci genere une surconsommation de carburant et est une source
d'emissions de polluants, tels que des hydrocarbures imbrGles.
Pour resoudre ce probleme, il a ete propose de << decroiser >> les soupapes c'est-a-dire a ouvrir ladmission uniquement lorsque l'echappement
est ferme.
Ceci conduit a avoir des taux importants de gaz brules residuels dans les chambres de combustion, notamment a teas regime, pleine charge, ce qui
favorise 1'apparition de cliquetis sur les moteurs a allumage commande.
Pour eviter le cliquetis, une solution consiste a regler le moteur en << sous
avance >' a l'allumage, mais ceci entrane une perte de rendement du moteur.
En outre, le << decroisement '' des soupapes impliquant que des gaz residuels occupent tout le volume mort de la chambre de combustion, ce dernier ne peut etre utilise comme volume utile pour la performance et le
remplissage en air suralimente de la chambre ntest done pas optimal.
La presente invention se propose de remedier aux inconvenients
mentionnes ci-dessus.
Ainsi, la presente invention concerne un procede de contr61e d'un moteur suralimente a injection indirecte comprenant au moins un moyen d'admission d'air suralimente avec un moyen d'obturation, un moyen d'injection de carburant et au moins un moyen d'echappement de gaz brules avec un moyen d'obturation, caracterise en ce qutil consiste a admettre dans une chambre de combustion de l'air suralimente non carbure avant la fermeture du moyen d'obturation du moyen d'echappement des gaz brules et a admettre de l'air suralimente carbure a la fermeture audit moyen d'obturation du moyen d'echappement. Avantageusement, on peut admettre de l'air suralimente non carbure par I'intermediaire d'au moins un autre moyen d'admission d'air avec un autre moyen d'obturation, ledit autre moyen d'admission etant depourvu de moyen
d'injection de carburant.
On peut realiser u n croisement des moyens d'obtu ration de ['ad mission
d'air suralimente non carbure et de l'echappement de gaz brules.
On peut admettre de l'air suraiimente carbure a la fermeture du moyen
d'obturation du moyen d'admission d'air suralimente non carbure.
Un dephaseur d'arbres a cames peut etre utilise pour realiser le
croisement des moyens d'obturation.
Une distribution variable de type mecanique, electrohydraulique ou electromagnetique peut egalement etre utilisee pour realiser le croisement des
moyens d'obturations.
La suralimentation peut etre realisee par un turbocompresseur ou par un
compresseur mecanique entrane.
L'invention concerne egalement un moteur suralimente a injection indirecte comprenant au moins un moyen d'admission d'air avec un moyen d'obtu ration, un moyen d'injection de carbu rant et au moins u n moyen d'dchappemen1 da gaz brdIds ac un moyan d'obturaton, caraciddsd an ce quNl compnd an ou1 ds moyans da con11a pour l'admissn d'r non carburd. Les moyens de contr61a peuven1 Fomprendm au moins uh moyan
d'admisslon d'ak non carburd avec un moyen d'obluraBon.
Las moyans da contr61a pauvan1 comprandra un moyan d'admbsion d'ak
non carbu dApouu da mans lalon de carbumnt.
Las au1ms mddiquas ngas da r-n1n appamn1 mieux la Icctura da l, daschphon qul va suivra, donnda D1ra uniquaman1 11iustratif 81 nullemen1 limita111, en se rAfAran1 aux dessins anndxAs sur lesquellas: - La 1um 1 a una vua schAmque un maur san!]nvanton - La Dgura 2 es1 una courba donnan1 ia lavda dss soupapes pour un motaur
selon ['invention.
En sa rdidran1 16 figum 1, un motaur combushon intarne surahmanid injaion lndirecia, no1amman1 da 1ypa iGlon indirecia d'Gssanca 81 6 maga commands, comprand au mns un cyUndre 10, au mns daux moyans d'admsion d'aL suraRmanid 12 81 1i, gAndralaman1 10rmds par un odca pvu dans la culassa 81 una 1ubulum en mmunicion c c81 orca, lasd#s moyans d'admbsion dian1 contrOlds chacun par des moyans d'obturIon, 18 qua das soupapas d'adbsion 16 81 1g, e1 au moins un moyan 6chappaman1 da gaz blds, i daux moyans dchappaman1 20, 22, con11ds par des mens dbluion, par axampia das soupapbs
Achappemen1 24 2G, un n 28 =bsam dans le Und.
La pis10n 28 e1 la padia hauta du cyIindra 10 ddlimita una chambra da combustion 30 dans laqualla se ddroule la combus110n d'un mlanga d'air
suraBmanid e1 de carburan1.
Les soupapes d' ad m ission et eventuel lement d'echappement vent commandees par une distribution variable telle qu'un dephaseur d'arbre a cames (non represente) ou par un moyen mecanique, electrobydraulique ou
electromagnetique (non represente).
Les moyens d'admission d'air vent prevus de telle fa,con qu'au moins un moyen d'admission d'air 14 ne permette d'introduire que de l'air suralimente non carbure dans la chambre de combustion 30 et qu'au moins un autre moyen d'admission d'air 12 permette d'y introduire uniquement de l'air suralimente carbure. Pour arriver a cette configuration et comme cela est represente sur la figure 1 a titre d'exemple, seul le moyen d'admission 12 est pourvu d'un injecteur de carburant 32 alors que le moyen d'admission restart 14 en est depourvu. Ainsi, pour balayer les gaz brules residuels presents dans la chambre 30 et les evacuer par les echappements 20 et 22, il suffit de faire admettre dans cette chambre de combustion, au voisinage d u point mort haut (PM H), uniquement de l'air suralimente non carbure par ['admission 14 avec une
pression superieure a celle des gaz brules presents dans la chambre 30.
Grace a cela le volume occupe par ces gaz brules est remplace par de
I'air suralimente depourvu de carburant.
Des que l'echappement est "ermine, de l'air suralimente carbure est introduit dans la chambre de combustion 30 par ['admission 12 et la combustion
peut se realiser a la fin de cette admission.
Plus precisement et en se rapportant a la figure 2, ceci se realise par le
croisement des soupapes d'echappement et d'admission.
Ainsi, pendant la phase d'echappement du moteur, la soupape d'admission 18 de ['admission d'air non carbure 14 s'ouvre, avant le point mort haut (PMH), alors que les soupapes d'echappement 24 et 26 ne vent pas
encore fermees.
. Jusquta la fermeture complete des echappements 20 et 22 par les soupapes d'echappement 24 et 26, I'air suralimente non carbure balaye les gaz
brules residuels pour les evacuer par ces echappements.
Des que les soupapes d'echappement vent fermees au voisinage du PMH, la soupape 16 d'admission d'air suralimente carbure s'ouvre et de l'air suralimente carbure est introduit dans la chambre de combustion 30 jusqu'au
voisinage du point mort teas (PMB).
Comme visible sur la figure 2, cette introduction d'air suralimente carbure se pour-quit jusqu'au voisinage du point mort teas (PMB) alors que ['admission d'air suralimente non carbure a cesse, de preference, bien avant ce point mort teas. Bien entendu et cela sans sortir du cadre de ['invention, il peut etre prevu que ['introduction d'air suralimente non carbure cesse des la fermeture des echappements, comme cela est represente par la courbe en pointille sur la figure 2 et que ['admission d'air suralimente carbure debute simultanement a
l'arret de ['introduction d'air suralimente non carbure.
Grace a ['invention, aucun carbu rent n'est rejete directement vers I'echappement puisque ['introduction diair carbure par melange prealable n'est realisee qu'a la fin de la phase de croisement, soit pres de la fermeture de I'echappement. Le croisement des soupapes selon ['invention, pourra etre permanent mais il sera preferentiellement realise dans le cadre d'une distribution variable,
sur certaines zones de fonctionnement.
La distribution variable peut etre de type mecanique. Wile sera alors
obtenue, par exemple, grace a un dephaseur d'arbre a cames.
Sans sortir du cadre de ['invention, la distribution pourra etre totalement variable et des systemes electrohydrauliques ou electromagnetiques peuvent
alors etre utilises.
Ce croisement des soupapes peut etre egalement opere en retardant l'echappement et/ou en avan,cant ['admission vis-a-vis du fonctionnement connu. Avantageusement, I'invention peut etre realisee, conformement a la figure 1, en utiiisant les moteurs suralimentes actuels qui utilisent deux moyens d'admissions d'air suralimente, alimentees simultanement en carburant par un seul injecteur, et deux echappements. A partir de ce type de moteur, il suffit de separer les tubulures que comportent ces moyens d'admission et de placer
I'injecteur de carburant uniquement dans l'une des tubulures.
Grace a cela, les modifications vent mineures sur le moteur et n'entranent pas de coOt supplementaire prohibitif ou de dispositif additionnel
pour realiser ['invention.
Claims (8)
1) Procede de contrBle d'un moteur suralimente a injection indirecte comprenant au moins un moyen d'admission d'air suralimente (12) avec un moyen d'obturation (16), un moyen d'injection de carburant (32) et au moins un moyen d'echappement de gaz brGles (20, 22) avec un moyen d'obturation (24, 26), caracterise en ce qu'il consiste - a admettre, dans une chambre de combustion (30) du moteur, de l'air suralimente non carbure avant la fermeture du moyen d'obturation (24, 26) du moyen d'echappement des gaz brGles (20, 22) et - a admettre de l'air suralimente carbure a la fermeture audit moyen
d'obtu ration.
2) Procede selon la revendication 1, caracterise en ce que l'on admet de I'air suralimente non carbure par l'intermediaire d'au moins un autre moyen d'admission d'air (14) avec un autre moyen d'obturation (18), ledit autre moyen
d'admission etant depou rvu de moyen d' injection de carbu rant.
3) Procede selon la revendication 2, caracterise en ce que l'on realise un croisement des moyens d'obturation (18; 24, 26) de ['admission d'air
suralimente non carbure (14) et de l'echappement de gaz brGles (20, 22).
4) P rocede se lon la revend ication 2, caracte rise en ce q ue l'on ad met d e l'air suralimente carbure a la fermeture du moyen d'obturation (18) du moyen
d'admission d'air suralimente non carbure (14).
) Procede selon la revendication 3, caracterise en ce que l'on utilise un dephaseur d'arbres a cames pour realiser le croisement des moyens
d'obturation (18; 24,26).
6) Procede selon la revendication 3, caracterise en ce que l'on utilise une distribution variable de type mecanique, electrohydraulique ou r i electromagnetique pour realiser le croisement des moyens d'obturations(18;
24,26).
7) Procede de controle selon la revendication 1, caracterise en ce que la suralimentation est realisee par un turbocompresseur. 8) Procede de controle selon la revendication 1, caracterise en ce que la
suralimentation est realisee par un compresseur mecanique entrane.
9) Moteur suralimente a injection indirecte comprenant au moins un moyen d'admission d'air (12) avec un moyen d'obturation (16), un moyen d' injection de carbu rant (32) et au moins un moyen d'echappement de gaz brules (20, 22) avec un moyen d'obturation (24, 26), caracterise en ce qu'il comprend en outre des moyens de controle (14, 18) pour ['admission d'air non
carbure (14).
) Moteur selon la revendication 9, caracterise en ce que les moyens de controle comprennent au moins un moyen d'admission d'air non carbure (14)
avec un moyen d'obturation (18).
11) Moteur selon la revendication 9, caracterise en ce que les moyens de controle comprennent un moyen d'admission d'air non carbure (14) depourvu
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| PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 2000, no. 13 5 February 2001 (2001-02-05) * |
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| FR2841294B1 (fr) | 2007-04-06 |
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