FR2909706A1

FR2909706A1 - Delayed fuel injection providing method for motor vehicle, involves allowing injection step to be simultaneous with valve passage in position in which spray is oriented in head direction, so that fuel part is entered in contact with head

Info

Publication number: FR2909706A1
Application number: FR0655439A
Authority: FR
Inventors: Claude Touchet
Original assignee: Renault SAS
Current assignee: Renault SAS
Priority date: 2006-12-12
Filing date: 2006-12-12
Publication date: 2008-06-13
Anticipated expiration: 2026-12-12
Also published as: FR2909706B1

Abstract

The method involves emitting fuel spray (34) in an upper combustion chamber (22) of an internal combustion engine of a motor vehicle according to a predetermined orientation during injection operation using a fuel injector. The delayed fuel injection step is allowed to be simultaneous with the passage of an exhaust valve (50) in a determined open position in which the fuel spray is oriented in direction of a exhaust valve head (54), so that the part of the fuel is entered in contact with the valve head. The determined open position corresponds to an extreme open position of the valve.

Description

"Procédé d'injection retardée d'un jet de carburant orienté vers la tête"Process of delayed injection of a jet of fuel directed towards the head

d'une soupape d'échappement et application d'un tel procédé à la régénération d'un dispositif de dépollution" L'invention se rapporte à un procédé d'injection retardée de carburant dans une chambre de combustion de véhicule automobile qui comporte au moins une soupape d'échappement. L'invention se rapporte plus particulièrement à un procédé d'injection retardée de carburant dans une chambre à combustion d'un moteur à combustion interne de véhicule automobile qui io comporte : - une chambre de combustion qui comporte au moins un orifice d'échappement des gaz chauds de combustion ; - au moins une soupape d'échappement qui est associée à l'orifice d'échappement et qui est montée mobile entre une is position de fermeture dans laquelle une tête de la soupape obture l'orifice d'échappement et une position extrême d'ouverture dans laquelle la tête de la soupape est écartée de l'orifice d'échappement de manière à être agencée à l'intérieur de la chambre de combustion ; 20 - un injecteur qui est commandé de manière à émettre au moins un jet de carburant dans la chambre de combustion selon une orientation prédéterminée lors d'une opération d'injection. Les moteurs à combustion interne comportent au moins une chambre de combustion qui est délimitée par un cylindre à 25 l'intérieur duquel coulisse axialement un piston. La chambre de combustion est alimentée en air par l'intermédiaire d'un circuit d'admission et elle est alimentée en carburant par l'intermédiaire d'un injecteur de carburant. Lors d'une opération de combustion, un mélange d'air et de 30 carburant est brûlé dans la chambre de combustion. Puis les gaz de combustion sont chassés dans un circuit d'échappement par l'intermédiaire d'un orifice d'échappement qui est susceptible d'être obturé par une soupape d'échappement. L'opération de 2909706 2 combustion est réalisée cycliquement lors du fonctionnement du moteur. Les moteurs à combustion interne de véhicule automobile produisent et émettent dans les gaz de combustion des 5 substances polluantes toxiques, en particulier des oxydes d'azote ou NOx et des particules de suies. Or, les normes antipollution applicables aux véhicules automobiles imposent aux constructeurs des quantités maximales de substances polluantes rejetées dans l'atmosphère qui doivent io être de plus en plus faibles. C'est la raison pour laquelle l'utilisation d'un dispositif de dépollution des gaz d'échappement, tel qu'un filtre à particules, en aval du moteur pour éliminer des gaz de combustion les particules de suie produites lors de la combustion, est devenue is presque incontournable. Les dispositifs de dépollution à accumulation de ce type doivent être régénérés régulièrement pour conserver leur efficacité et pour ne pas ralentir l'écoulement des gaz de combustion dans le circuit d'échappement. The invention relates to a method for the delayed injection of fuel into a combustion chamber of a motor vehicle which comprises at least one embodiment of an exhaust valve and the application of such a method to the regeneration of a pollution control device. The invention relates more particularly to a process for the delayed injection of fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine of a motor vehicle which comprises: a combustion chamber which comprises at least one an exhaust port for the hot combustion gases; at least one exhaust valve which is associated with the exhaust port and which is movably mounted between a closed position in which a valve head closes the exhaust port and an extreme open position in which the valve head is spaced from the exhaust port so as to be arranged inside the chamber combustion apparatus; an injector which is controlled to emit at least one jet of fuel into the combustion chamber in a predetermined orientation during an injection operation. The internal combustion engines comprise at least one combustion chamber which is delimited by a cylinder inside which a piston slides axially. The combustion chamber is supplied with air through an intake circuit and is supplied with fuel via a fuel injector. In a combustion operation, a mixture of air and fuel is burned in the combustion chamber. Then the combustion gases are driven into an exhaust system via an exhaust port which is closable by an exhaust valve. The combustion operation 2909706 2 is carried out cyclically during operation of the engine. Internal combustion engines of a motor vehicle produce and emit toxic pollutants in the flue gases, in particular nitrogen oxides or NOx and soot particles. However, the anti-pollution standards applicable to motor vehicles impose on manufacturers maximum quantities of pollutants released into the atmosphere which must be lower and lower. This is why the use of an exhaust gas cleaning device, such as a particulate filter, downstream of the engine to remove combustion gases soot particles produced during combustion, has become almost unavoidable. Accumulation depollution devices of this type must be regenerated regularly to maintain their efficiency and not to slow the flow of combustion gases in the exhaust system.

20 Pour régénérer les dispositifs de dépollution de ce type, par exemple les filtres à particules, il est connu d'enrichir temporairement les gaz de combustion avec des hydrocarbures (HC) imbrûlés. En effet, lorsque les hydrocarbures imbrûlés entrent en contact avec une substance catalytique du dispositif de 25 dépollution, une réaction d'oxydation exothermique se produit. L'élévation de température déclenche la réaction de régénération, par exemple la combustion des particules piégées dans le cas d'un filtre à particules. Pour enrichir les gaz de combustion en hydrocarbures, un 30 procédé connu consiste à modifier temporairement le fonctionnement de l'injecteur de carburant dans la chambre de combustion du moteur. Ainsi, l'opération de régénération comporte une étape d'injection retardée de carburant dans la 2909706 3 chambre de combustion en retard par rapport à la combustion et en avance par rapport à la fermeture de la soupape d'échappement. Au moins une partie du carburant injecté au cours de cette étape est refoulée dans le circuit d'échappement sans 5 avoir été brûlé. Cependant, une autre partie résiduelle du carburant injecté lors de l'étape d'injection retardée est susceptible de ne pas être aspirée dans le circuit d'échappement. Cette partie résiduelle de carburant est projetée sous forme de gouttelettes contre la paroi io cylindrique de la chambre de combustion. Le carburant projeté risque alors de couler le long de la paroi et de passer entre les segments du piston et la paroi du cylindre pour venir se diluer dans l'huile présente sous le piston. Si cette dilution est trop importante, il y a un risque de dysfonctionnement du moteur à 15 combustion. Pour résoudre notamment ce problème, l'invention propose un procédé d'injection retardée du type décrit précédemment, caractérisé en ce qu'il comporte une étape d'injection retardée de carburant qui est concomitante avec le passage de la soupape 20 d'échappement dans une position déterminée d'ouverture dans laquelle le jet de carburant est orienté sensiblement en direction de la tête de soupape de manière qu'au moins une partie du carburant ainsi injecté entre en contact avec la tête de soupape. Selon d'autres caractéristiques de l'invention : 25 - la position déterminée d'ouverture correspond la position extrême d'ouverture de la soupape d'échappement ; - la tête de la soupape d'échappement est chauffée à une température supérieure à la température d'évaporation du carburant.To regenerate such depollution devices, for example particulate filters, it is known to temporarily enrich the combustion gases with unburnt hydrocarbons (HC). Indeed, when the unburned hydrocarbons come into contact with a catalytic substance of the depollution device, an exothermic oxidation reaction occurs. The rise in temperature triggers the regeneration reaction, for example the combustion of the trapped particles in the case of a particulate filter. In order to enrich the combustion gases with hydrocarbons, a known method is to temporarily modify the operation of the fuel injector in the combustion chamber of the engine. Thus, the regeneration operation comprises a delayed fuel injection step in the combustion chamber delayed with respect to the combustion and in advance with respect to the closure of the exhaust valve. At least a portion of the fuel injected during this step is discharged into the exhaust system without being burned. However, another residual portion of the fuel injected during the delayed injection step may not be sucked into the exhaust system. This residual fuel portion is projected as droplets against the cylindrical wall of the combustion chamber. The projected fuel may then flow along the wall and pass between the piston rings and the cylinder wall to be diluted in the oil under the piston. If this dilution is too great, there is a risk of malfunction of the combustion engine. To solve this problem in particular, the invention proposes a delayed injection method of the type described above, characterized in that it comprises a delayed fuel injection step which is concomitant with the passage of the exhaust valve in a defined opening position in which the fuel jet is oriented substantially towards the valve head so that at least a portion of the fuel thus injected contacts the valve head. According to other characteristics of the invention: the determined position of opening corresponds to the extreme position of opening of the exhaust valve; the head of the exhaust valve is heated to a temperature higher than the evaporation temperature of the fuel.

30 L'invention se rapporte aussi à l'application du procédé d'injection selon l'une quelconque des revendications précédentes à un procédé de régénération d'un dispositif de dépollution des 2909706 4 gaz de combustion d'un moteur à combustion interne qui comporte : - une chambre de combustion dans laquelle un mélange de carburant et d'air est susceptible de brûler au cours d'une phase 5 de combustion et qui comporte au moins un orifice d'échappement des gaz chauds de combustion ; - au moins une soupape d'échappement qui est associée à l'orifice d'échappement et qui est montée mobile entre une position de fermeture dans laquelle une tête de la soupape obture io l'orifice d'échappement et une position extrême d'ouverture dans laquelle la tête de la soupape est écartée de l'orifice d'échappement de manière à être agencée à l'intérieur de la chambre de combustion ; - un injecteur qui est commandé de manière à émettre au is moins un jet de carburant dans la chambre de combustion selon une orientation prédéterminée lors d'une opération d'injection ; - un circuit d'échappement qui est raccordé à l'orifice d'échappement et qui comporte un dispositif de dépollution des gaz de combustion qui est susceptible d'être régénéré par contact 20 avec des hydrocarbures imbrûlés présents dans les gaz de combustion ; caractérisé en ce que le procédé de régénération comporte ladite étape d'injection retardée de carburant du procédé d'injection qui est réalisée en retard par rapport à la combustion 25 et lorsque la soupape d'échappement est dans une position d'ouverture de manière qu'au moins une partie du carburant ainsi injecté soit susceptible d'entrer en contact avec le dispositif de traitement. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention 30 apparaîtront au cours de la lecture de la description détaillée qui va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés parmi lesquels : 2909706 5 - la figure 1 est une vue en coupe axiale qui représente un moteur à combustion interne comportant une chambre de combustion qui est raccordée à un circuit d'échappement et qui comporte un injecteur et une soupape d'échappement qui est en s position de fermeture ; - la figure 2 est une vue similaire à celle de la figure 1 dans laquelle la soupape d'échappement est dans une position déterminée d'ouverture ; - la figure 3 est une vue schématique de dessus qui io représente la chambre de combustion des figures 1 et 2 qui est équipée de deux soupapes d'échappement et d'un injecteur qui est susceptible d'émettre simultanément six jets de carburants. Pour la suite de la description, des éléments identiques, analogues ou similaires seront indiqués par des mêmes numéros 15 de référence. Pour la suite de la description, on adoptera de manière non limitative une orientation axiale orientée de bas en haut selon l'axe du cylindre tel que représenté aux figures 1 et 2, et des orientations radiales qui sont perpendiculaires à l'axe du cylindre.The invention also relates to the application of the injection method according to any one of the preceding claims to a method of regenerating a device for the pollution control of the combustion gases of an internal combustion engine which comprises a combustion chamber in which a mixture of fuel and air is liable to burn during a combustion phase and which comprises at least one exhaust orifice for the hot combustion gases; at least one exhaust valve which is associated with the exhaust port and which is mounted movably between a closed position in which a valve head closes off the exhaust port and an extreme open position wherein the valve head is spaced from the exhaust port so as to be arranged inside the combustion chamber; an injector which is controlled so as to emit at least one fuel jet into the combustion chamber in a predetermined orientation during an injection operation; an exhaust circuit which is connected to the exhaust port and which comprises a device for cleaning up the combustion gases which is capable of being regenerated by contact with unburnt hydrocarbons present in the combustion gases; characterized in that the regeneration process comprises said delayed fuel injection step of the injection process which is performed late with respect to the combustion and when the exhaust valve is in an open position so that at least a part of the fuel thus injected is likely to come into contact with the treatment device. Other features and advantages of the invention will become apparent upon reading the following detailed description for the understanding of which reference will be made to the appended drawings in which: FIG. 1 is an axial sectional view which represents an internal combustion engine having a combustion chamber which is connected to an exhaust circuit and which has an injector and an exhaust valve which is in the closed position; FIG. 2 is a view similar to that of FIG. 1 in which the exhaust valve is in a determined opening position; FIG. 3 is a schematic view from above which represents the combustion chamber of FIGS. 1 and 2 which is equipped with two exhaust valves and an injector which is capable of simultaneously emitting six jets of fuels. For the rest of the description, identical, analogous or similar elements will be indicated by the same reference numbers. For the remainder of the description, the following will be adopted without limitation an axial orientation oriented from bottom to top along the axis of the cylinder as shown in Figures 1 and 2, and radial directions which are perpendicular to the axis of the cylinder.

20 Par convention, on utilisera les termes "amont" et "aval" conformément à la direction d'écoulement des gaz dans le moteur à combustion. On représenté à la figure 1 un moteur à combustion interne 10 de véhicule automobile. Il s'agit ici d'un moteur à allumage 25 par compression du type Diesel. Le moteur à combustion interne 10 comporte un cylindre 12 d'axe "A" d'orientation axiale qui est réalisé dans un bloc-cylindres 13. Un piston 14 est monté coulissant axialement à l'intérieur du cylindre 12 entre une position extrême basse et une 30 position extrême haute. Le piston 14 divise le cylindre 12 en une chambre supérieure 22 et en une chambre inférieure 24. Les chambres 22, 24 ont un volume variable en fonction de la position axiale du piston.By convention, the terms "upstream" and "downstream" will be used in accordance with the flow direction of the gases in the combustion engine. FIG. 1 shows an internal combustion engine 10 of a motor vehicle. This is a diesel ignition engine of the diesel type. The internal combustion engine 10 comprises a cylinder 12 axially "A" axially oriented which is formed in a cylinder block 13. A piston 14 is slidably mounted axially inside the cylinder 12 between a low extreme position and an extreme high position. The piston 14 divides the cylinder 12 into an upper chamber 22 and a lower chamber 24. The chambers 22, 24 have a variable volume depending on the axial position of the piston.

2909706 6 Le piston 14 comporte dans sa face supérieure un bol 16. Le piston 14 comporte aussi des segments 20 qui sont ici au nombre de trois, et qui sont agencés dans des gorges annulaires réalisées dans une paroi cylindrique extérieure du piston 14. Les 5 segments 20 sont destinés à être interposés entre le piston 14 et la paroi cylindrique du cylindre 14 de manière à rendre les chambres 22, 24 étanches, notamment aux gaz d'échappement, l'une par rapport à l'autre. Une culasse 26 est aussi agencée sur une face radiale io supérieure du bloc-cylindres 13 de manière qu'une face radiale inférieure 28 de la culasse 26 ferme le cylindre 12 vers le haut. La chambre supérieure 22 du cylindre 12 est ainsi délimitée radialement par la paroi cylindrique du cylindre 12, et elle est délimitée axialement vers le bas par le bol 16 du piston is 14 et vers le haut par la culasse 26. La chambre supérieure 22 est destinée à former une chambre de combustion 22. Un injecteur 30 de carburant est agencé dans la culasse 26 selon l'axe "A" de manière qu'une buse 32 de l'injecteur 30 soit susceptible d'émettre des jets 34 radiaux de carburant à l'intérieur 20 de la chambre de combustion 22 lors d'opérations d'injection. Comme illustré à la figure 3, les jets 34 de carburant sont ici au nombre de six, et ils sont orientés en couronne autour de l'axe "A" du cylindre 12. Les jets 34 de carburant font plus particulièrement un 25 angle "a" vers le bas avec la direction radiale afin que chaque jet de carburant 34 soit dirigé selon une orientation prédéterminée vers la paroi cylindrique du cylindre 12 lorsque le piston 14 est dans une position basse et vers la périphérie du bol 16 lorsque le piston 14 est dans sa position extrême haute.The piston 14 has in its upper face a bowl 16. The piston 14 also comprises segments which are here three in number, and which are arranged in annular grooves formed in an outer cylindrical wall of the piston 14. segments 20 are intended to be interposed between the piston 14 and the cylindrical wall of the cylinder 14 so as to make the chambers 22, 24 sealed, especially to the exhaust gas, relative to each other. A yoke 26 is also arranged on an upper radial face of the cylinder block 13 so that a lower radial face 28 of the yoke 26 closes the cylinder 12 upwards. The upper chamber 22 of the cylinder 12 is thus defined radially by the cylindrical wall of the cylinder 12, and is defined axially downwards by the bowl 16 of the piston 14 and upwards by the cylinder head 26. The upper chamber 22 is intended to form a combustion chamber 22. A fuel injector 30 is arranged in the cylinder head 26 along the axis "A" so that a nozzle 32 of the injector 30 is capable of emitting radial jets 34 of fuel to the inside 20 of the combustion chamber 22 during injection operations. As illustrated in FIG. 3, the fuel jets 34 are here six in number, and they are oriented in a ring around the axis "A" of the cylinder 12. The fuel jets 34 more particularly form an angle "a. downwardly with the radial direction so that each fuel jet 34 is directed in a predetermined orientation towards the cylindrical wall of the cylinder 12 when the piston 14 is in a low position and towards the periphery of the bowl 16 when the piston 14 is in its extreme high position.

30 Le moteur 10 comporte aussi un circuit d'admission d'air à l'intérieur de la chambre de combustion 22 et un circuit d'échappement des gaz chauds de combustion de la chambre de combustion 22.The engine 10 also comprises an air intake circuit inside the combustion chamber 22 and an exhaust system for the hot combustion gases of the combustion chamber 22.

2909706 7 Le circuit d'admission comporte une conduite d'admission 36 d'air qui est représentée à gauche à la figure 1. La conduite d'admission 36 débouche dans la chambre de combustion 22 par un orifice aval d'admission 38 qui est formé dans la face 5 inférieure 28 de la culasse 26. Le circuit d'admission comporte aussi une soupape d'admission 40. La soupape d'admission 40 comporte une queue 42 sensiblement verticale à une extrémité inférieure de laquelle une tête de soupape d'admission 44 est agencée. La soupape io d'admission 40 est montée coulissante entre une position haute de fermeture dans laquelle la tête de soupape d'admission 44 obture l'orifice d'admission 38 et une position extrême basse d'ouverture dans laquelle la tête de soupape d'admission 44 est écartée de l'orifice d'admission 38 axialement vers le bas à is l'intérieur de la chambre de combustion 22 afin de libérer le passage de l'air à travers l'orifice d'admission 38. Le sens d'écoulement de l'air est indiqué par la flèche "Air" de la figure 1. Le circuit d'échappement comporte une conduite 20 d'échappement 46 des gaz de combustion qui est représentée à droite à la figure 1. La conduite d'échappement 46 débouche dans la chambre de combustion 22 par un orifice amont d'échappement 48 qui est formé dans la face inférieure 28 de la culasse 26. Le circuit d'échappement comporte aussi une soupape 25 d'échappement 50. La soupape d'échappement 50 comporte une queue 52 sensiblement verticale à une extrémité inférieure de laquelle une tête de soupape d'échappement 54 est agencée. La soupape d'échappement 50 est montée coulissante entre une position haute extrême de fermeture dans laquelle la tête de 30 soupape d'échappement 54 obture l'orifice d'échappement 48 et une position extrême basse d'ouverture dans laquelle la tête de soupape d'échappement 54 est écartée de l'orifice d'échappement 48 axialement vers le bas afin de libérer le passage des gaz de 2909706 8 combustion à travers l'orifice d'échappement 48. Ainsi, lorsque la soupape d'échappement 50 est dans une position d'ouverture, la tête de soupape d'échappement 54 est agencée à l'intérieur de la chambre de combustion 22.The intake circuit comprises an air intake duct 36 which is shown on the left in FIG. 1. The intake duct 36 opens into the combustion chamber 22 via a downstream intake orifice 38 which is formed in the lower face 28 of the cylinder head 26. The intake circuit also has an intake valve 40. The intake valve 40 has a substantially vertical shank 42 at a lower end of which a valve head is provided. admission 44 is arranged. The inlet valve 40 is slidably mounted between a top closure position in which the inlet valve head 44 closes the inlet port 38 and a low end open position in which the valve head intake 44 is spaced from the inlet orifice 38 axially downwardly to the inside of the combustion chamber 22 in order to release the passage of air through the inlet orifice 38. The meaning of The flow of air is indicated by the arrow "Air" of FIG. 1. The exhaust circuit comprises a flue gas exhaust pipe 46 which is shown on the right in FIG. 46 opens into the combustion chamber 22 through an upstream exhaust port 48 which is formed in the lower face 28 of the cylinder head 26. The exhaust system also has an exhaust valve 50. The exhaust valve 50 has a tail 52 substantially vertical to a the lower end of which an exhaust valve head 54 is arranged. The exhaust valve 50 is slidably mounted between an extreme high closing position in which the exhaust valve head 54 closes the exhaust port 48 and an extreme low opening position in which the valve head 54 exhaust 54 is spaced from the exhaust port 48 axially downward to release the passage of the combustion gases through the exhaust port 48. Thus, when the exhaust valve 50 is in a in the open position, the exhaust valve head 54 is arranged inside the combustion chamber 22.

5 Le sens d'écoulement des gaz d'échappement est indiqué par les flèches "G" de la figure 1. La conduite d'échappement 46 est aussi équipée d'un dispositif de dépollution à accumulation qui est ici un filtre à particules 56 et qui est agencé en aval de l'orifice d'échappement io 48. Le dispositif de dépollution 56 comporte une substance catalytique active d'oxydation (non représentée). De manière connue, le moteur à combustion interne 10 fonctionne selon un cycle qui peut être décomposé en quatre phases.The flow direction of the exhaust gases is indicated by the arrows "G" in FIG. 1. The exhaust line 46 is also equipped with an accumulation depollution device which is here a particulate filter 56 and which is arranged downstream of the exhaust port io 48. The depollution device 56 comprises an active catalytic oxidation substance (not shown). In known manner, the internal combustion engine 10 operates in a cycle that can be broken down into four phases.

15 Lors d'une première phase d'admission, le piston 14 est en position haute, la soupape d'admission 40 est commandée en position d'ouverture et la soupape d'échappement 50 est en position de fermeture. Le piston 14 descend alors vers sa position basse en aspirant de l'air à travers l'orifice d'admission 38 dans la 20 chambre de combustion 22. Puis une deuxième phase de compression commence lorsque le piston 14 est dans sa position basse. La soupape d'admission 40 est commandée dans sa position de fermeture. Le piston 14 remonte alors vers sa position haute en comprimant l'air 25 admis dans la chambre de combustion 22. Lorsque le piston 14 est au voisinage de sa position haute, du carburant est injecté dans la chambre de combustion 22. Les jets de carburant 34 viennent alors arroser le bol 16 du piston 14. Lors d'une troisième phase d'explosion, le carburant 30 injecté se mélange avec l'air admis comprimé. La compression provoque une augmentation de la température du mélange air/carburant au-delà de sa température de combustion. Il se 2909706 9 produit alors une combustion qui propulse le piston 14 de nouveau vers sa position basse. Puis, lors d'une quatrième phase d'échappement, la soupape d'échappement 50 est commandée vers sa position 5 d'ouverture lorsque le piston 14 remonte vers sa position haute. Le piston 14 chasse ainsi les gaz de combustion dans la conduite d'échappement 46 par l'intermédiaire de l'orifice d'échappement 48. Le cycle est ensuite réitéré. Le filtre à particules 56 doit être régénéré de temps en io temps. Pour régénérer le filtre à particules 56, il est connu de mettre en oeuvre un procédé de régénération au cours duquel la combustion des particules et des suies piégées est provoquée en réalisant une ou plusieurs opérations d'injection retardée de carburant dans la chambre de combustion 22 au cours d'une is étape d'injection retardée. Lors de la mise en oeuvre de ce procédé de régénération par injection retardée de carburant, les opérations d'injection retardée sont réalisées après la combustion, lorsque la soupape d'échappement 50 n'est pas encore dans sa position de fermeture.In a first intake phase, the piston 14 is in the up position, the intake valve 40 is controlled in the open position and the exhaust valve 50 is in the closed position. The piston 14 then descends to its lower position by drawing air through the inlet port 38 into the combustion chamber 22. Then a second compression phase begins when the piston 14 is in its down position. The inlet valve 40 is controlled in its closed position. The piston 14 then rises to its upper position by compressing the air admitted into the combustion chamber 22. When the piston 14 is in the vicinity of its upper position, fuel is injected into the combustion chamber 22. The fuel jets 34 then water the bowl 16 of the piston 14. In a third explosion phase, the injected fuel mixes with the compressed air supply. The compression causes an increase in the temperature of the air / fuel mixture beyond its combustion temperature. It then produces a combustion which propels the piston 14 back to its low position. Then, during a fourth exhaust phase, the exhaust valve 50 is controlled to its opening position when the piston 14 rises to its upper position. The piston 14 thus flushes the combustion gases into the exhaust pipe 46 via the exhaust port 48. The cycle is then reiterated. The particulate filter 56 must be regenerated from time to time. To regenerate the particulate filter 56, it is known to implement a regeneration process during which the combustion of trapped particles and soot is caused by carrying out one or more delayed fuel injection operations in the combustion chamber 22 during a delayed injection step. During the implementation of this method of regeneration by delayed fuel injection, the delayed injection operations are performed after combustion, when the exhaust valve 50 is not yet in its closed position.

20 Ainsi, le carburant injecté lors de cette opération d'injection retardée est chassé avec les gaz de combustion dans la conduite d'échappement 46. Le carburant non brûlé est ainsi susceptible d'entrer en contact avec la substance catalytique active du dispositif 56 de dépollution qui oxyde les hydrocarbures 25 (HC) du carburant lors d'une réaction fortement exothermique. La chaleur ainsi produite provoque le début de la combustion des particules piégées. Cependant, les jets de carburant 34 effectués lors des opérations d'injection retardée sont dirigés directement vers la 30 paroi cylindrique du cylindre 12, car le piston 14 n'est généralement pas dans une position suffisamment haute pour intercepter les jets 34. Or, une partie résiduelle du carburant n'est pas chassée dans la conduite d'échappement 46. Cette partie 2909706 i0 résiduelle de carburant entre donc en contact avec la paroi du cylindre 12. Or, le bloc-cylindres 13 est refroidi par un circuit de refroidissement (non représenté) de manière que la paroi du cylindre 12 est généralement à une température inférieure à la 5 température d'évaporation du carburant. Ainsi, la partie résiduelle de carburant s'étale sur la paroi du cylindre 12 sous forme de gouttelettes. On a constaté que la partie résiduelle du carburant passe au moins en partie entre les segments 20 et la paroi du cylindre io 12 pour atteindre la chambre inférieure 24 du cylindre. Or la chambre inférieure 24 est ouverte sur un circuit de lubrification (non représenté) qui comporte de l'huile. La présence de carburant dans l'huile de lubrification est une source de dysfonctionnement du moteur.Thus, the fuel injected during this delayed injection operation is driven off with the combustion gases in the exhaust line 46. The unburned fuel is thus able to come into contact with the active catalytic substance of the device 56 of the invention. depollution which oxidizes the hydrocarbons (HC) of the fuel during a strongly exothermic reaction. The heat thus produced causes the start of combustion of the trapped particles. However, the fuel jets 34 performed during the delayed injection operations are directed directly to the cylindrical wall of the cylinder 12, since the piston 14 is generally not in a position high enough to intercept the jets 34. the residual part of the fuel is not driven into the exhaust pipe 46. This residual fuel part therefore comes into contact with the wall of the cylinder 12. Now, the cylinder block 13 is cooled by a cooling circuit ( not shown) so that the cylinder wall 12 is generally at a temperature below the evaporation temperature of the fuel. Thus, the remaining portion of fuel spreads on the cylinder wall 12 in the form of droplets. It has been found that the residual portion of the fuel passes at least partially between the segments 20 and the wall of the cylinder 12 to reach the lower chamber 24 of the cylinder. Or the lower chamber 24 is open on a lubrication circuit (not shown) which comprises oil. The presence of fuel in the lubricating oil is a source of engine malfunction.

15 L'invention propose donc un procédé d'injection retardée qui comporte une étape d'injection retardée de carburant qui est concomitante avec le passage de la soupape d'échappement 50 dans une position déterminée d'ouverture, comme illustrée à la figure 2, dans laquelle le jet de carburant 34 est orienté 20 sensiblement en direction de la tête de soupape d'échappement 54 de manière qu'au moins une partie du carburant ainsi injecté entre en contact avec la tête de soupape d'échappement 54. Ainsi, le carburant injecté par le jet 34 qui est orienté vers la tête de soupape d'échappement 54 n'atteint pas la paroi du 25 cylindre 12 car le jet 34 est intercepté par la tête de soupape d'échappement 54. De plus, lorsque le moteur à combustion fonctionne, les combustions répétées dans la chambre de combustion 22 produisent une grande quantité de chaleur qui chauffe la tête de 30 soupape d'échappement 54 à une température supérieure à la température de vaporisation du carburant. Ainsi, le carburant intercepté par la tête de soupape d'échappement 54 s'évapore, 2909706 Il facilitant ainsi son refoulement vers la conduite d'échappement 46. Comme représenté à la figure 3, le moteur 10 comporte ici deux orifices d'échappement 48 et deux orifices d'admission 38. s En outre, l'injecteur 32 est susceptible d'émettre six jets de carburant 34 qui rayonnent régulièrement depuis la buse 32 de l'injecteur 30. Seuls deux jets 34 sont orientés totalement ou partiellement en direction des têtes de soupape d'échappement io 54. Avantageusement, les jets 34 sont orientés autour de l'axe "A" de manière que l'intersection entre les jets 34 et les têtes de soupape d'échappement 54 soit maximale. Afin de pouvoir produire l'injection retardée au meilleur is moment, il est possible de modifier l'angle "a" par rapport à la direction radiale de manière à régler la position déterminée d'ouverture de la soupape d'échappement 50. Par exemple, la position déterminée d'ouverture de la soupape d'échappement 50 correspond à sa position extrême 20 d'ouverture. Selon une variante de l'invention, la position déterminée d'ouverture de la soupape d'échappement 50 est située entre sa position de fermeture et sa position extrême d'ouverture. Par exemple lorsque la soupape d'échappement 50 se déplace vers sa 25 position extrême d'ouverture ou encore lorsque la soupape d'échappement 50 se déplace vers sa position de fermeture. Lorsque le coulissement de la soupape d'échappement 50 est déterminé par la rotation d'un arbre à cames (non représenté) qui est entraîné en rotation par un vilebrequin (non représenté) du 30 moteur 10, l'étape d'injection retardée ne peut être réalisée qu'à un ou deux moments déterminés. Il n'est en effet pas possible de piloter le coulissement de la soupape d'échappement 50 indépendamment de la position angulaire du vilebrequin.The invention thus proposes a delayed injection process which comprises a delayed fuel injection step which is concomitant with the passage of the exhaust valve 50 in a determined opening position, as illustrated in FIG. wherein the fuel jet 34 is oriented substantially in the direction of the exhaust valve head 54 so that at least a portion of the fuel thus injected contacts the exhaust valve head 54. Thus, the fuel injected by the jet 34 which is directed towards the exhaust valve head 54 does not reach the wall of the cylinder 12 because the jet 34 is intercepted by the exhaust valve head 54. Moreover, when the engine When the combustion is in operation, the repeated combustions in the combustion chamber 22 produce a large amount of heat which heats the exhaust valve head 54 to a temperature above the vaporization temperature. fuel. Thus, the fuel intercepted by the exhaust valve head 54 evaporates, thus facilitating its delivery to the exhaust pipe 46. As shown in FIG. 3, the engine 10 here has two exhaust ports 48. and two inlet ports 38. s In addition, the injector 32 is capable of emitting six jets of fuel 34 which radiate regularly from the nozzle 32 of the injector 30. Only two jets 34 are wholly or partially oriented in the direction 54. Advantageously, the jets 34 are oriented around the axis "A" so that the intersection between the jets 34 and the exhaust valve heads 54 is maximum. In order to be able to produce the delayed injection at the best moment, it is possible to modify the angle "a" with respect to the radial direction so as to adjust the determined position of opening of the exhaust valve 50. For example , the determined position of opening of the exhaust valve 50 corresponds to its extreme open position. According to a variant of the invention, the determined position of opening of the exhaust valve 50 is located between its closed position and its extreme open position. For example, when the exhaust valve 50 moves to its extreme open position or when the exhaust valve 50 moves to its closed position. When the sliding of the exhaust valve 50 is determined by the rotation of a camshaft (not shown) which is rotated by a crankshaft (not shown) of the engine 10, the delayed injection step can be realized only at one or two specific moments. It is indeed not possible to control the sliding of the exhaust valve 50 independently of the angular position of the crankshaft.

2909706 12 Selon une variante non représentée de l'invention, les soupapes d'échappement 50 sont susceptibles d'être pilotées en coulissement indépendamment de la rotation du vilebrequin. C'est notamment le cas lorsque le coulissement des soupapes 5 d'échappement 50 est piloté par un moteur électrique ou par un électroaimant associé à la soupape d'échappement 50. Dans ce cas, l'étape d'injection retardée est avantageusement réalisée à n'importe quel moment pendant la phase d'échappement. Les soupapes d'échappement 50 peuvent en effet être commandées lo dans leur position déterminée d'ouverture indépendamment de la rotation du vilebrequin. Le procédé d'injection retardé selon l'invention est avantageusement appliqué au procédé de régénération du dispositif de dépollution 56 par injection retardée de manière à is améliorer la régénération du dispositif de dépollution 56 en permettant l'évaporation du carburant, et de manière à diminuer fortement la quantité de carburant projetée sur la paroi du cylindre 12. Le procédé de dépollution a été décrit en application à un 20 filtre à particules 56. Un tel procédé de dépollution est aussi applicable à d'autres dispositifs de dépollution à accumulation tels que des pièges à oxyde d'azote (NOx).In a variant not shown of the invention, the exhaust valves 50 can be controlled in sliding independently of the rotation of the crankshaft. This is particularly the case when the sliding of the exhaust valves 50 is controlled by an electric motor or an electromagnet associated with the exhaust valve 50. In this case, the delayed injection step is advantageously carried out at any time during the escape phase. The exhaust valves 50 can indeed be controlled lo in their determined position of opening regardless of the rotation of the crankshaft. The delayed injection process according to the invention is advantageously applied to the regeneration process of the depollution device 56 by delayed injection so as to improve the regeneration of the depollution device 56 by allowing the evaporation of the fuel, and so as to reduce The decontamination process has been described in application to a particulate filter 56. Such a depollution process is also applicable to other depollution devices with accumulators such as nitrogen oxide traps (NOx).

Claims

A method for the delayed injection of fuel into a combustion chamber (22) of an internal combustion engine (10) of a motor vehicle comprising: - a combustion chamber (22) having at least one exhaust port (48) hot combustion gases (G); at least one exhaust valve (50) which is associated with the exhaust port (48) and which is movably mounted between a closed position in which a head (54) of the valve closes the orifice of exhaust (48) and an extreme open position in which the valve head (54) is spaced from the exhaust port (48) so as to be arranged within the combustion chamber (22) ; an injector (30) which is controlled to emit at least one fuel jet (34) into the combustion chamber (22) in a predetermined orientation during an injection operation; characterized in that it comprises a step of delayed fuel injection which is concomitant with the passage of the exhaust valve (50) in a determined opening position in which the fuel jet (34) is oriented substantially in direction of the valve head (54) so that at least a portion of the fuel thus injected contacts the valve head (54).

2. Injection method according to the preceding claim, characterized in that the determined opening position corresponds to the extreme open position of the exhaust valve (50).

3. Injection method according to any one of the preceding claims, characterized in that the head (54) of the exhaust valve (50) is heated to a temperature above the evaporation temperature of the fuel. 2909706 14

4. Application of the injection method according to any one of the preceding claims to a regeneration process of a device for the pollution control (56) of the combustion gases (G) of an internal combustion engine (10) which comprises - a combustion chamber (22) in which a mixture of fuel and air is likely to burn during a combustion phase and which has at least one exhaust port (48) of the hot combustion gases ( BOY WUT) ; At least one exhaust valve (50) which is associated with the exhaust port (48) and which is movably mounted between a closed position in which a head of the valve (54) closes the orifice exhaust (48) and an extreme open position in which the valve head (54) is spaced apart from the exhaust port (48) so as to be arranged inside the combustion chamber ( 22); an injector (30) which is controlled to emit at least one fuel jet (34) into the combustion chamber (22) in a predetermined orientation during an injection operation; an exhaust system which is connected to the exhaust port and which comprises a device for the pollution control (56) of the combustion gases (G) which can be regenerated by contact with unburned hydrocarbons (HC) present in the flue gases; characterized in that the regeneration process comprises said delayed fuel injection step of the injection process which is performed late with respect to the combustion and when the exhaust valve (50) is in an open position so that at least a portion of the fuel thus injected is likely to come into contact with the treatment device (56).