FR3003299A1

FR3003299A1 - METHOD FOR CONTROLLING THE RUNNING OF AN OPERATING CYCLE OF AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE WITH A PROLONGED RELAXATION PHASE

Info

Publication number: FR3003299A1
Application number: FR1352281A
Authority: FR
Inventors: Stephane Venturi; Jean-Marc Zaccardi; Xavier Gautrot
Original assignee: IFP Energies Nouvelles IFPEN
Current assignee: IFP Energies Nouvelles IFPEN
Priority date: 2013-03-14
Filing date: 2013-03-14
Publication date: 2014-09-19
Anticipated expiration: 2033-03-14
Also published as: WO2014140497A1; EP2971641A1; FR3003299B1

Abstract

La présente invention concerne un procédé de contrôle du déroulement d'un cycle de fonctionnement d'un moteur à combustion interne comprenant au moins un cylindre (14) à l'intérieur duquel coulisse un piston (10) entre des positions extrêmes hautes (PMH) et basses (PMB), un embiellage (18) reliant le piston à deux vilebrequins (16a, 16b) de sens de rotation (R), un système de distribution (36) pour au moins une soupape d'admission (38) et au moins une soupape d'échappement (40), ce cycle comprenant une phase de détente avec une course (D1) du piston plus grande que celle (C1) de la phase de compression selon un intervalle d'angle de vilebrequin de détente (VD1) plus grand que celui de la phase de compression. Selon l'invention, le procédé consiste à réduire l'intervalle d'angle de vilebrequin de détente (VD1) et à obtenir une augmentation de la vitesse de détente dudit piston après la position extrême haute de la course de détente.The present invention relates to a method for controlling the progress of an operating cycle of an internal combustion engine comprising at least one cylinder (14) inside which slides a piston (10) between extreme high positions (TDC). and bass (PMB), a linkage (18) connecting the piston to two crankshafts (16a, 16b) of direction of rotation (R), a distribution system (36) for at least one intake valve (38) and to minus an exhaust valve (40), this cycle comprising an expansion phase with a stroke (D1) of the piston greater than that (C1) of the compression phase at an expansion crankshaft angle (VD1) larger than that of the compression phase. According to the invention, the method consists in reducing the expansion crankshaft angle interval (VD1) and in obtaining an increase in the expansion speed of said piston after the extreme high position of the expansion stroke.

Description

La présente invention se rapporte à un procédé de contrôle du déroulement d'un cycle de fonctionnement d'un moteur à combustion interne. Elle concerne indifféremment les moteurs à injection directe ou indirecte à allumage commandée ou à allumage par compression et comportant au moins un cylindre avec une chambre de combustion à l'intérieur de laquelle est placé un piston relié à un système bielle(s)-manivelle(s) et qui se déplace en un mouvement de translation alternative.The present invention relates to a method for controlling the progress of an operating cycle of an internal combustion engine. It concerns indifferently engines with direct or indirect injection with controlled ignition or compression ignition and comprising at least one cylinder with a combustion chamber inside which is placed a piston connected to a connecting rod system (s) -manivelle ( s) and which moves in an alternative translational motion.

Comme cela est très largement connu, le cycle conventionnel de fonctionnement de ce type de moteur sur deux tours de vilebrequin se décompose en quatre temps, ou phases, avec une phase d'admission durant laquelle de l'air ou un mélange d'air et de carburant est introduit dans la chambre de combustion, une phase de compression soit de la compression de l'air, dans lequel est injecté du carburant, soit du mélange carburé contenu dans la chambre de combustion, une phase de combustion/détente durant laquelle le mélange carburé, après avoir été allumé soit par un allumage commandé, comme une bougie, soit par autoallumage, brûle et les gaz de combustion se détendent, puis une dernière phase d'échappement où les gaz brûlés résultant de la phase de combustion/détente sont évacués hors de la chambre de combustion. Comme cela est indiqué sur la figure 1 représentative d'un exemple de l'art antérieur, cela se traduit par la courbe en trait fort qui illustre le cheminement du piston (P) en fonction de l'angle de rotation du vilebrequin (°V).As is widely known, the conventional cycle of operation of this type of engine on two turns of the crankshaft is decomposed into four stages, or phases, with an intake phase during which air or a mixture of air and fuel is introduced into the combustion chamber, a compression phase is compression of air, in which is injected fuel, or the fuel mixture contained in the combustion chamber, a combustion / expansion phase during which the fuel mixture, after having been ignited either by a controlled ignition, such as a spark plug, or by auto-ignition, burns and the combustion gases relax, then a final exhaust phase where the flue gas resulting from the combustion / expansion phase are evacuated out of the combustion chamber. As shown in Figure 1 representative of an example of the prior art, this is reflected in the strong line curve which illustrates the path of the piston (P) depending on the rotation angle of the crankshaft (° V ).

Ainsi, pour un moteur conventionnel, le piston suit un cheminement durant lequel il réalise quatre courses identiques AO, CO, DO et EO durant deux tours de vilebrequin (7200) avec quatre intervalles angulaires identiques entre eux (1800) qui correspondent aux quatre phases du cycle : admission avec la course AO (00 1800), compression avec la course CO (1800-3600), la course DO pour la détente (3600-5400) et l'échappement avec la course EO (5400-7200). Ainsi, pendant la phase de détente entre un angle de vilebrequin de 3600 à 540, le piston réalise une course DO qui débute à la position 0 de la position extrême haute du piston (Point Mort Haut - PMH - à 3600) pour se terminer à la position PO à 5400 correspondant à une position extrême basse (Point Mort Bas - PMB) avec la production d'un volume de détente durant un intervalle d'angle de vilebrequin de détente d'étendue VDO (1800). Ce type de moteur a pour inconvénient d'avoir un rendement thermodynamique imparfait par rapport au rendement théorique possible. En effet, l'énergie libérée lors de la phase de détente n'est pas totalement récupérée au vilebrequin et des pertes par pompage sont générées lors de la phase d'admission.Thus, for a conventional engine, the piston follows a path during which it carries out four identical races AO, CO, DO and EO during two crankshaft turns (7200) with four identical angular intervals between them (1800) which correspond to the four phases of the cycle: admission with stroke AO (00 1800), compression with stroke CO (1800-3600), stroke DO for expansion (3600-5400) and exhaust with stroke EO (5400-7200). Thus, during the expansion phase between a crankshaft angle of 3600 to 540, the piston performs a stroke OD that starts at position 0 of the extreme high position of the piston (High Dead Point - TDC - at 3600) and ends at the PO position at 5400 corresponding to an extreme low position (Low Dead Point - PMB) with the production of a detent volume during a VDO range expansion crank angle interval (1800). This type of motor has the disadvantage of having a thermodynamic efficiency imperfect compared to the theoretical yield possible. Indeed, the energy released during the expansion phase is not fully recovered at the crankshaft and pumping losses are generated during the intake phase.

Il a été proposé par le document FR 2 828 910 ou par le document US 20070125326 d'autres types de moteur qui permettent d'augmenter la course du piston lors de la phase de détente de manière à récupérer une quantité plus importante d'énergie générée par la détente des gaz de combustion.It has been proposed by the document FR 2 828 910 or the document US 20070125326 other types of engine that increase the piston stroke during the expansion phase so as to recover a greater amount of energy generated by the expansion of the combustion gases.

Un exemple de ce type de moteur de l'art antérieur dont la constitution et le fonctionnement est décrit plus en détail dans la demande FR 2 828 910 est illustré schématiquement à la figure 2. Ce moteur comprend un piston 10 animé d'un mouvement de translation alternative dans la chambre de combustion 12 du cylindre 14 et qui est relié à deux vilebrequins 16a, 16b animés d'un mouvement de rotation conventionnel R par un embiellage 18 à trois bielles. Les vilebrequins sont entrainés en sens contraire (ou contrarotatif) l'un par rapport à l'autre avec une vitesse de rotation de N/2 pour le vilebrequin 16a par rapport au vilebrequin 16b dont la vitesse de rotation vaut N. Cet embiellage comprend une bielle 20 reliée à l'axe de pivotement 22 du piston, une autre bielle 24 reliée à un maneton 26 du vilebrequin 16a et une dernière bielle 28 reliée à un maneton 30 de l'autre vilebrequin 16b, les extrémités libres de ces trois bielles s'articulant par un pivot 32 à un noeud de bielles 34. Le cylindre de ce moteur comprend également un système de distribution 36 comportant au moins une soupape d'admission 38 et au moins une soupape d'échappement 40. Ce système de distribution comprend également tous moyens de commande 42, comme un arbre à cames, pour commander sélectivement en ouverture/fermeture les soupapes.An example of this type of engine of the prior art whose constitution and operation is described in more detail in application FR 2 828 910 is illustrated schematically in FIG. 2. This engine comprises a piston 10 animated with a movement of alternative translation in the combustion chamber 12 of the cylinder 14 and which is connected to two crankshafts 16a, 16b driven by a conventional rotational movement R by a linkage 18 with three connecting rods. The crankshafts are driven in the opposite direction (or counter-rotating) relative to each other with a speed of rotation of N / 2 for the crankshaft 16a with respect to the crankshaft 16b whose rotation speed is N. This linkage comprises a connecting rod 20 connected to the pivot axis 22 of the piston, another connecting rod 24 connected to a crankpin 26 of the crankshaft 16a and a last connecting rod 28 connected to a crankpin 30 of the other crankshaft 16b, the free ends of these three rods articulated by a pivot 32 to a connecting rod node 34. The cylinder of this engine also comprises a distribution system 36 comprising at least one intake valve 38 and at least one exhaust valve 40. This distribution system also comprises all control means 42, such as a camshaft, for selectively controlling the opening / closing of the valves.

Les deux vilebrequins portent chacun une roue dentée 44a et 44b reliée par un mécanisme 46, tel qu'un train d'engrenages, permettant d'entrainer les vilebrequins dans un sens contraire avec des vitesses de rotation différentes. Ce mécanisme permet également de pouvoir réaliser un déphasage angulaire d'un vilebrequin par rapport à l'autre grâce notamment à l'entrainement d'une roue dentée d'un vilebrequin par une série de pignons et de barres, comme cela est mieux décrit dans le document FR 2 828 910. Bien étendu, ce déphasage peut être réalisé par tous moyens connus comme un déphaseur placé entre la couronne de la roue dentée et l'axe du 10 vilebrequin. Ainsi grâce à ce système d'embiellage et en revenant sur l'exemple purement illustratif de la figure 1 (courbe en traits interrompus), la course Al du piston pour la phase d'admission commence au voisinage de la position 0 (position extrême haute - PMH admission) avec un angle de vilebrequin de 00 et 15 se termine sensiblement à la position PO de ce piston à un angle de vilebrequin V1 voisin de 180° avec un intervalle d'angle de vilebrequin d'admission VA1 . La course de compression Cl, sensiblement symétrique à la course d'admission, part de la position PO (position extrême basse - PMB compression) et aboutit au voisinage de la position 0 à un angle de vilebrequin V2 inférieur à 360° et 20 supérieur à 180 °avec un intervalle d'angle de vilebrequin de compression VC1. La course D1 du piston pour la phase de détente allongée commence à l'angle de vilebrequin V2 au voisinage de la position 0 (position extrême haute - PMH détente) puis se termine à la position P1 (position extrême basse - PMB échappement), en dessous de la position PO (PMB compression), et à un angle de 25 vilebrequin V3 voisin de 540°. Cette course D1 est plus grande que la course de compression Cl et se déroule selon un intervalle d'angle de vilebrequin de détente d'étendue VD1. Ainsi, la course du piston, dans la phase de détente du moteur de la figure 2, est plus allongée que celle de la course de détente du moteur conventionnel 30 (D1>D0) et que celle de la course de compression qui la précède (D1>C1). Cette course est également d'une durée plus longue avec un intervalle d'angle de vilebrequin de détente d'étendue VD1 qui est plus grand que celui d'étendue VDO de ce moteur conventionnel et avec une vitesse du piston plus lente à la position 0 que celle de la courbe du moteur avec quatre phases identiques.The two crankshafts each carry a toothed wheel 44a and 44b connected by a mechanism 46, such as a gear train, for driving the crankshafts in a reverse direction with different speeds of rotation. This mechanism also makes it possible to achieve an angular phase shift of one crankshaft relative to the other, in particular by driving a gear wheel of a crankshaft by a series of gears and bars, as is better described in FIG. FR 2 828 910. Well extended, this phase shift can be achieved by any means known as a phase shifter placed between the ring gear and the axis of the crankshaft. Thus, by means of this linkage system and returning to the purely illustrative example of FIG. 1 (dashed line curve), the stroke A1 of the piston for the intake phase starts in the vicinity of the position 0 (extreme high position - TDC admission) with a crankshaft angle of 00 and 15 substantially terminates at the position PO of this piston at a crankshaft angle V1 close to 180 ° with an intake crank angle angle VA1. The compression stroke Cl, substantially symmetrical with the intake stroke, starts from the position PO (extreme low position - PMB compression) and ends in the vicinity of the position 0 at a crankshaft angle V2 of less than 360 ° and greater than 20 °. 180 ° with a crank angle of compression crankshaft VC1. The piston stroke D1 for the extended expansion phase starts at the crankshaft angle V2 in the vicinity of the position 0 (high end position - TDC relaxation) and then ends at the position P1 (extreme low position - exhaust PMB), in below the PO (PMB compression) position, and at a crank angle V3 close to 540 °. This race D1 is larger than the compression stroke Cl and takes place at an interval of expansion crankshaft angle of expansion VD1. Thus, the stroke of the piston, in the expansion phase of the motor of FIG. 2, is longer than that of the expansion stroke of the conventional motor 30 (D1> D0) and that of the compression stroke which precedes it ( D1> C1). This stroke is also of longer duration with a VD1 extended range crankshaft angle interval which is larger than that of VDO range of this conventional engine and with a slower piston speed at position 0 than that of the motor curve with four identical phases.

Enfin, la course d'échappement El (d'intervalle angulaire d'échappement VE1) part de la position P1 est se termine au voisinage de la position 0 à un angle de vilebrequin de 7200 . Par cela, la récupération d'énergie au cours du cycle se fait avec un meilleur rendement. Cependant, le demandeur a pu remarquer qu'une phase de détente longue et lente n'est pas bénéfique pour récupérer le maximum d'énergie et pour favoriser une augmentation du rendement.Finally, the escape stroke El (escape angular interval VE1) starts from the position P1 and ends in the vicinity of the position 0 at a crankshaft angle of 7200. By this, energy recovery during the cycle is done with better performance. However, the Applicant has noticed that a long and slow relaxation phase is not beneficial to recover the maximum energy and to promote an increase in yield.

En effet, ce type de phase de détente est propice à l'augmentation des pertes thermiques aux parois, ce qui ne peut que nuire au rendement du moteur. De plus, une vitesse lente du piston à partit de la position 0 est un facteur qui augmente la sensibilité au cliquetis dans le cas d'une moteur à allumage 15 commandé. En outre et comme cela est généralement admis, le rendement maximal peut être atteint par une combustion isochore, ce qui demande une détente très lente après la position 0 afin de limiter au maximum l'évolution du volume pendant la combustion. Ceci a pour inconvénient d'entraîner de fortes pressions et de fortes 20 températures dans la chambre au moment de la combustion, ce qui introduit non seulement une pénalité liée aux pertes aux parois mais aussi une contrainte concernant la tenue thermomécanique de la culasse. La présente invention se propose de remédier aux inconvénients ci-dessus 25 grâce à un procédé de contrôle du déroulement du cycle de fonctionnement du moteur qui permet d'obtenir un meilleur rendement du moteur sans nécessiter de dispositifs complexes et coûteux. A cet effet, la présente invention concerne un procédé de contrôle du 30 déroulement d'un cycle de fonctionnement d'un moteur à combustion interne comprenant au moins un cylindre à l'intérieur duquel coulisse un piston entre des positions extrêmes hautes et basses, un embiellage reliant le piston à deux vilebrequins de sens de rotation R, un système de distribution pour au moins une soupape d'admission et au moins une soupape d'échappement, ce cycle comprenant une phase d'admission avec une course du piston selon un intervalle d'angle de vilebrequin d'admission, une phase de compression avec une course du piston dans un intervalle d'angle de vilebrequin de compression, une phase de détente avec une course du piston plus grande que celle de la phase de compression selon un intervalle d'angle de vilebrequin de détente plus grand que celui de la phase de compression, caractérisé en ce que le procédé consiste à réduire l'intervalle d'angle de vilebrequin de détente et à obtenir une augmentation de la vitesse de détente dudit piston après la position extrême haute de la course de détente.Indeed, this type of relaxation phase is conducive to the increase in thermal losses to the walls, which can only adversely affect the efficiency of the engine. In addition, a slow piston velocity from the 0 position is a factor which increases the pinging sensitivity in the case of a controlled ignition engine. In addition, and as is generally accepted, the maximum efficiency can be achieved by isochoric combustion, which requires a very slow relaxation after the 0 position in order to minimize the evolution of the volume during combustion. This has the disadvantage of causing high pressures and high temperatures in the chamber at the time of combustion, which introduces not only a penalty related to losses to the walls but also a constraint on the thermomechanical behavior of the cylinder head. The present invention proposes to overcome the above drawbacks by means of a method for controlling the running of the engine operating cycle which makes it possible to obtain a better engine performance without requiring complex and expensive devices. To this end, the present invention relates to a method for controlling the progress of an operating cycle of an internal combustion engine comprising at least one cylinder inside which slides a piston between extreme high and low positions, a linkage connecting the piston to two crankshafts R, a distribution system for at least one intake valve and at least one exhaust valve, this cycle comprising an intake phase with a piston stroke at an interval intake crank angle, a compression phase with a piston stroke in a crank angle of compression angle, an expansion phase with a piston stroke greater than that of the compression phase at an interval the crank angle of expansion greater than that of the compression phase, characterized in that the method consists in reducing the expansion crankshaft angle interval and to obtain an increase in the expansion speed of said piston after the extreme high position of the expansion stroke.

Le procédé peut consister à faire varier la course d'admission pour contrôler la cylindrée d'admission. Le procédé peut consister à modifier le paramétrage du moteur pour réduire l'intervalle d'angle de vilebrequin de détente. Le procédé peut consister à entraîner les vilebrequins dans un sens de rotation inverse -R.The method may include varying the intake stroke to control the intake displacement. The method may include altering the motor setting to reduce the expansion crankshaft angle interval. The method may include driving the crankshafts in a reverse rotation direction -R.

Le procédé peut consister à modifier le sens d'entraînement du démarreur du moteur pour entraîner les vilebrequins dans un sens de rotation inverse -R. Le procédé peut consister à contrôler le système de distribution pour l'adapter à l'inversion du sens de rotation.The method may include changing the drive direction of the motor starter to drive the crankshafts in a reverse direction of rotation -R. The method may include controlling the dispensing system to accommodate the reversal of the direction of rotation.

Le procédé peut consister à déphaser l'un des vilebrequins par rapport à l'autre et à contrôler le système de distribution en durée et en phasage pour l'adapter à un déphasage variable entre les deux vilebrequins.The method may consist in phase shifting one of the crankshafts relative to the other and in controlling the timing and phasing distribution system to adapt it to a variable phase shift between the two crankshafts.

Le procédé peut consister à contrôler un système de distribution variable au moins en calage.The method may include controlling a variable timing system at least in calibration.

Les autres caractéristiques et avantages de l'invention vont apparaître maintenant à la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre uniquement illustratif et non limitatif, et à laquelle sont annexées : - la figure 3 qui illustre le cheminement du piston (P) en fonction de l'angle de rotation du vilebrequin (°V) selon un procédé connu d'un moteur à deux vilebrequins de l'art antérieur (courbe 1) et selon l'invention (courbe 2), - la figure 4 qui est un graphique illustrant les différentes lois de levée (L) des soupapes d'admission et d'échappement du cylindre selon le moteur à deux vilebrequins de l'art antérieur (courbe 1) et selon l'invention (courbe 2), - la figure 5 qui montre le cheminement du piston (P) en fonction de l'angle de rotation du vilebrequin (°V) selon l'invention (courbe 2) et selon une variante de l'invention (courbe 2') et - la figure 6 qui est un graphique illustrant les différentes lois de levée (L) des soupapes d'admission et d'échappement du cylindre selon l'invention (courbe 2) et selon une variante de l'invention (courbe 2'). On se rapporte maintenant aux figures 2 et 3 pour développer plus en détail l'invention. Sur la figure 3 fournie à titre purement illustratif, la courbe 1 du cheminement du piston d'un moteur à deux vilebrequins selon l'art antérieur se décompose comme décrit ci-dessus en une course d'admission Ai, une course de compression Cl, une course de détente D1 et une course d'échappement El. Pour pouvoir obtenir une phase de détente avec une course de détente prolongée, dite phase de détente prolongée, plus rapide au PMH et plus courte que celle illustrée par la courbe 1, il est prévu de modifier le paramétrage du moteur, comme les rapports de longueurs entre les bielles, le rapport de vitesse entre les vilebrequins, le sens de rotation des vilebrequins,... Ainsi, à titre uniquement d'exemple pour illustrer l'invention, il est prévu que le procédé de contrôle du déroulement du cycle de fonctionnement du moteur permette de réaliser la rotation des deux vilebrequins dans un mouvement de rotation -R en sens contraire de celui du mouvement de rotation conventionnel (voir figure 2). Ceci peut se réaliser par tous moyens, comme un démarreur dont le sens d'entrainement de la couronne de démarrage liée au vilebrequin est en sens contraire du sens conventionnel R. Cette inversion de sens permet d'obtenir une phase de détente qui présente non seulement un rapport volumétrique plus important que la phase de compression, mais aussi une vitesse de déplacement du piston plus élevée au voisinage de la position 0 et une durée de détente VD2 plus courte que celle VD1 de la détente illustrée par la courbe 1 de la figure 3 et/ou que celle VDO illustrée sur la figure 1.The other features and advantages of the invention will now appear on reading the description which will follow, given solely by way of illustration and not limitation, and to which are appended: - FIG. 3 which illustrates the path of the piston (P) depending on the rotation angle of the crankshaft (° V) according to a known method of a motor with two crankshafts of the prior art (curve 1) and according to the invention (curve 2), - Figure 4 which is a graph illustrating the different lifting laws (L) of the intake and exhaust valves of the cylinder according to the engine with two crankshafts of the prior art (curve 1) and according to the invention (curve 2), - the figure 5 which shows the path of the piston (P) as a function of the rotation angle of the crankshaft (° V) according to the invention (curve 2) and according to a variant of the invention (curve 2 ') and - FIG. which is a graph illustrating the different laws of lift (L) of the intake and exhaust valves catching the cylinder according to the invention (curve 2) and according to a variant of the invention (curve 2 '). Reference is now made to Figures 2 and 3 to further develop the invention. In FIG. 3, provided for purely illustrative purposes, the curve 1 of the piston path of a two-crankshaft engine according to the prior art is decomposed as described above into an intake stroke Ai, a compression stroke C1, a relaxation stroke D1 and an exhaust stroke El. In order to be able to obtain a relaxation phase with a prolonged expansion stroke, called the extended expansion phase, which is faster at TDC and shorter than that illustrated by curve 1, it is planned to modify the engine parameterization, such as the ratios of lengths between the connecting rods, the speed ratio between the crankshafts, the direction of rotation of the crankshafts, etc. Thus, by way of example only to illustrate the invention, it it is provided that the method of controlling the unwinding of the operating cycle of the motor makes it possible to carry out the rotation of the two crankshafts in a rotational movement -R in the opposite direction to that of the conventional rotational movement el (see Figure 2). This can be achieved by any means, such as a starter whose direction of drive of the starting ring connected to the crankshaft is contrary to the conventional sense R. This reversal of direction allows to obtain a relaxation phase which not only presents a volumetric ratio greater than the compression phase, but also a higher piston displacement speed in the vicinity of the 0 position and a VD2 expansion time shorter than that VD1 of the trigger illustrated by the curve 1 of Figure 3 and / or that VDO illustrated in Figure 1.

A cette inversion de sens de rotation des vilebrequins est associée une distribution des soupapes, comme par un arbre à cames, qui permet d'obtenir une phase de détente qui est à la fois plus importante que la compression en terme de volume tout en étant et plus courte et plus rapide, notamment au voisinage de la position 0.This inversion of the crankshaft rotation direction is associated with a distribution of the valves, such as by a camshaft, which makes it possible to obtain a relaxation phase which is at the same time more important than compression in terms of volume while being and shorter and faster, especially in the vicinity of the 0 position.

Par cela, les différentes phases du moteur sont inversées comme illustrées à titre d'exemple de réalisation sur la figure 3 avec la courbe en traits interrompus portant par les flèches grisées et cela en association avec la figure 4 montrant les différentes séquences d'ouverture/fermeture des soupapes. Ainsi, la phase (a), qui correspond à une phase de détente prolongée, avec une course du piston allant du voisinage de la position 0 à un angle de vilebrequin de 720° jusqu'à la position P1 (angle V3) avec le maintien en fermeture des soupapes d'admission 38 et d'échappement 40, la phase (b), qui correspond à une phase d'échappement, avec une course du piston allant de la position P1 du piston jusqu'au voisinage de la position 0 (angle V2) avec un maintien en fermeture de la soupape d'admission 38 et une séquence d'ouverture/fermeture de la soupape d'échappement 40 entre les angles de vilebrequin V3-V2, la phase (c), correspondant à une phase d'admission, qui part du voisinage de la position 0 (angle V2) jusqu'à la position PO (angle V1) avec le maintien en fermeture de la soupape d'échappement et une séquence d'ouverture/fermeture de la soupape d'admission 38 et la phase (d) de compression de la position PO jusqu'au voisinage de la position 0. La courbe ainsi obtenue selon ces différentes courses à été recalée selon la courbe 2 (courbe pointillée) avec les flèches blanches, afin de mieux correspondre au profil de la courbe 1 en utilisant le même référentiel, à savoir avec une phase d'admission qui part de la position 0. Ainsi, la phase (c') entre les angles de vilebrequin de 00 à V1 - phase d'admission de la courbe 2 - correspond à la phase (c) de la courbe 1, la phase de compression (d') de la courbe 2 entre les angles de vilebrequin de V1 à V2 correspond à la phase (d), la phase de détente (a') entre les angles de vilebrequin de V2 à V4, l'angle V4 étant supérieur à V2 et inférieur à V3 correspond à la phase (a), et la phase (b') d'échappement entre les angles de vilebrequin de V4 à 720° à la phase (b).By this, the different phases of the motor are reversed as illustrated by way of example of embodiment in FIG. 3 with the curve in dashed lines carrying the shaded arrows and this in association with FIG. 4 showing the various opening / closing the valves. Thus, the phase (a), which corresponds to a prolonged expansion phase, with a piston stroke from the vicinity of the 0 position to a crank angle of 720 ° to the position P1 (V3 angle) with the maintenance in closing of the intake and exhaust valves 40, the phase (b), which corresponds to an exhaust phase, with a piston stroke going from the piston position P1 to the vicinity of the position 0 ( angle V2) with a maintenance in closing of the intake valve 38 and an opening / closing sequence of the exhaust valve 40 between the crankshaft angles V3-V2, the phase (c), corresponding to a phase of intake, which starts from the vicinity of the position 0 (angle V2) to the position PO (angle V1) with the holding in closing of the exhaust valve and a sequence of opening / closing of the intake valve 38 and the phase (d) of compression of the position PO to the vicinity of the position 0. The curve thus obtained is These different races have been adjusted according to curve 2 (dashed curve) with the white arrows, in order to better correspond to the profile of curve 1 by using the same reference system, namely with an admission phase starting from position 0 Thus, the phase (c ') between the crankshaft angles of 00 to V1 - the admission phase of the curve 2 - corresponds to the phase (c) of the curve 1, the compression phase (d') of the curve 2 between the crankshaft angles of V1 to V2 corresponds to the phase (d), the expansion phase (a ') between the crankshaft angles of V2 to V4, the angle V4 being greater than V2 and less than V3 corresponds in phase (a), and the exhaust phase (b ') between the crankshaft angles of V4 at 720 ° in phase (b).

Pour ce recalage (voir figure 4), la soupape d'admission 38 (courbe 2) suit une séquence d'ouverture/fermeture pendant la phase (c') et la soupape d'échappement 40 (courbe 2) suit une séquence d'ouverture/fermeture pendant la phase d'échappement (b') entre les angles de vilebrequin de V4 à 720°. De ce fait, la course D2 du piston dans la phase de détente (a') a sensiblement le même allongement que celui de la course de détente D1 du moteur à deux vilebrequins de la courbe 1 mais est plus courte avec un intervalle d'angle de vilebrequin d'étendue VD2 qui est plus faible que celui d'étendue VD1 du moteur de la courbe 1. La vitesse moyenne de cette détente durant la course D2 est donc plus élevée et la vitesse de détente du piston au voisinage de la position 0 est plus grande que celle illustrée par la course D1 de la courbe 1. Par cela, la récupération d'énergie au cours du cycle se fait avec un meilleur rendement. Le moteur tel que décrit ci-dessus offre également la possibilité, comme cela est mieux décrit dans le document FR 2 828 910, de pouvoir faire varier le rapport volumétrique de compression. Ceci se réalise en faisant évoluer le phasage angulaire entre les deux vilebrequins. La variation de ce phasage permet de modifier le déplacement de la bielle reliée au piston et de faire évoluer les volumes atteints aux différentes positions extrêmes de la course du piston. Sur la figure 5, la courbe 2 avec un phasage 01 est celle de la figure 3 et la courbe 2' est une variante de la courbe 2 avec un autre déphasage 02 entre les deux vilebrequins.For this resetting (see FIG. 4), the intake valve 38 (curve 2) follows an opening / closing sequence during phase (c ') and the exhaust valve 40 (curve 2) follows a sequence of opening / closing during the exhaust phase (b ') between the crankshaft angles of V4 at 720 °. Therefore, the stroke D2 of the piston in the expansion phase (a ') has substantially the same elongation as that of the expansion stroke D1 of the two crankshaft motor of curve 1 but is shorter with a corner angle of crankshaft extension VD2 which is smaller than that of VD1 range of the motor of the curve 1. The average speed of this trigger during the race D2 is therefore higher and the speed of expansion of the piston in the vicinity of the 0 position is greater than that illustrated by the race D1 of the curve 1. By this, the energy recovery during the cycle is done with a better performance. The engine as described above also offers the possibility, as is better described in the document FR 2,828,910, to be able to vary the volumetric compression ratio. This is achieved by changing the angular phasing between the two crankshafts. The variation of this phasing makes it possible to modify the displacement of the connecting rod connected to the piston and to change the volumes reached at the different extreme positions of the piston stroke. In Figure 5, the curve 2 with a phasing 01 is that of Figure 3 and the curve 2 'is a variant of the curve 2 with another phase shift 02 between the two crankshafts.

Le demandeur a pu mettre à jour que les variations du déphasage entre les vilebrequins ont une répercussion non seulement pour les volumes atteints aux différentes positions extrêmes (PMH et PMB), mais aussi pour les angles de vilebrequin auxquels ces positions extrêmes sont atteintes.The applicant has been able to show that variations in the phase shift between the crankshafts have an impact not only for the volumes reached at the different extreme positions (PMH and PMB), but also for the crankshaft angles at which these extreme positions are reached.

Comme illustré par la courbe 2' (courbe en trait mixtes), cette variation du déphasage permet notamment de faire varier la quantité d'air admis à l'admission (cylindrée admission) en réalisant une course d'admission A3 entre la position 0 et la position P3 (angle V6) du piston dans l'intervalle d'angle de vilebrequin VA3 10 (V5-V6) qui est plus grande que la course d'admission A2 de la courbe 2 dans l'intervalle d'angle de vilebrequin VA2 (0°-V1). Cette variation permet également de faire varier la course de détente D3 dans l'intervalle d'angle de vilebrequin VD3 (V7-V8). Dans l'exemple illustré, la course de détente D3 de la courbe 2' part d'une 15 position P4 du piston (position extrême haute - PMH détente) en dessous de la position 0 (angle de vilebrequin V7) jusqu'à une position P5 (angle de vilebrequin V8) située à une position plus basse que celle P2 du piston de la courbe 2 dans un intervalle d'angle de vilebrequin VD3 (V5-V6) semblable à l'intervalle VD2. La course D3 étant supérieure à la course 03 et la course C2 étant supérieure à la 20 course C2, les deux cas de fonctionnement illustrés par les courbes 2 et 2' correspondent à des cas de détente prolongée avec des cylindrées d'admission variables puisque la course d'admission évolue entre A2 et A3. lI en résulte donc qu'une distribution fixe (en calage et/ou en étalement et/ou en levée) ne peut pas être parfaitement optimisée pour différentes valeurs du 25 déphasage entre les deux vilebrequins. Dans ce contexte, le demandeur a prévu d'associer une distribution à programme variable, plus connue sous les acronymes en langue anglaise de WA (Variable Valve Actuation) ou de VVT (Variable Valve Timing), aux soupapes d'admission et d'échappement pour faire varier le phasage des lois de levée de 30 ces soupapes et ce indépendamment les unes des autres ou de manière associée en pouvant ainsi synchroniser de manière adéquate les séquences d'ouverture/fermeture des soupapes d'admission et d'échappement avec les variations des courses du piston. Sur la figure 5, la courbe 2' est une courbe représentative du cheminement 35 du piston avec un déphasage 02 entre les deux vilebrequins.As illustrated by the curve 2 '(curve in mixed lines), this variation of the phase shift makes it possible in particular to vary the quantity of air admitted to the intake (intake cylinder) by performing an intake stroke A3 between the position 0 and the position P3 (angle V6) of the piston in the crankshaft angle interval VA3 (V5-V6) which is larger than the intake stroke A2 of the curve 2 in the crankshaft angle interval VA2 (0 ° -V1). This variation also makes it possible to vary the expansion stroke D3 in the crankshaft angle interval VD3 (V7-V8). In the illustrated example, the expansion stroke D3 of the curve 2 'starts from a piston position P4 (extreme high position - TDC relaxation) below the position 0 (crankshaft angle V7) to a position P5 (crankshaft angle V8) located at a position lower than that P2 of the piston of the curve 2 in a crankshaft angle interval VD3 (V5-V6) similar to the interval VD2. Since the stroke D3 is greater than the stroke 03 and the stroke C2 is greater than the stroke C2, the two cases of operation illustrated by the curves 2 and 2 'correspond to cases of prolonged relaxation with variable intake displacements since the intake stroke evolves between A2 and A3. As a result, a fixed distribution (in wedging and / or spreading and / or lifting) can not be perfectly optimized for different values of the phase shift between the two crankshafts. In this context, the Applicant has planned to associate a Variable Valve Timing, better known under the English Acronyms of WA (Variable Valve Actuation) or VVT (Variable Valve Timing), to the intake and exhaust valves. to vary the timing of the lifting laws of these valves independently of one another or in an associated manner, thereby being able to adequately synchronize the opening / closing sequences of the intake and exhaust valves with the variations piston races. In FIG. 5, the curve 2 'is a curve representative of the path 35 of the piston with a phase shift O 2 between the two crankshafts.

Selon cette courbe 2', la phase d'admission commence à la position 0 à un angle de vilebrequin V5 décalé d'un angle a (d'environ 600) par rapport au début de la phase d'admission de la courbe 2. Cette phase d'admission de la courbe 2' se termine à un angle de vilebrequin V6 plus grand d'une valeur 13 (d'environ 55°) que l'angle V1. La phase de compression part de l'angle V6 pour aboutir à l'angle V7 qui est plus grand que l'angle V2 d'une valeur ô (d'environ 35°). La phase de détente part de l'angle V7 et se termine à l'angle V8 qui est plus grand que l'angle V4 d'une valeur 0 (d'environ 40°). Cette phase de détente se poursuit par une phase d'échappement qui part de la position V8 pour aboutir au voisinage de la position 0 à l'angle V5. Ainsi en se rapportant à la figure 6, le système de commande des soupapes d'admission 38 et d'échappement 40 est un système de commande variable pour adapter les séquences d'ouverture/fermeture de ces soupapes à la variation des angles d'ouverture et de fermeture des soupapes dépendant du phasage entre les vilebrequins. Le système de distribution est donc contrôlé en durée et en phasage pour l'adapter au déphasage variable entre les deux vilebrequins.According to this curve 2 ', the intake phase starts at position 0 at a crankshaft angle V5 offset by an angle α (of about 600) with respect to the beginning of the admission phase of curve 2. Inlet phase of the curve 2 'ends at a crank angle V6 greater by a value 13 (about 55 °) than the angle V1. The compression phase starts from the angle V6 to reach the angle V7 which is larger than the angle V2 by a value δ (about 35 °). The expansion phase starts from the angle V7 and ends at the angle V8 which is larger than the angle V4 by a value 0 (of about 40 °). This expansion phase is continued by an exhaust phase which starts from position V8 and ends in the vicinity of position 0 at angle V5. Thus, with reference to FIG. 6, the control system of the intake and exhaust valves 40 and 40 is a variable control system for adapting the opening / closing sequences of these valves to the variation of the opening angles. and closing the valves depending on the phasing between the crankshafts. The distribution system is controlled in duration and phasing to adapt to the variable phase difference between the two crankshafts.

Claims

CLAIMS1) A method for controlling the progress of an operating cycle of an internal combustion engine comprising at least one cylinder (14) inside which slides a piston (10) between extreme high positions (TDC) and low (PMB), a linkage (18) connecting the piston to two crankshafts (16a, 16b) of direction of rotation (R), a distribution system (36) for at least one intake valve (38) and at least one exhaust valve (40), this cycle comprising an intake phase with a stroke (A1) of the piston at an inlet crank angle (VA1), a compression phase with a stroke (C1) of the piston in a crank angle of compression crankshaft (VC1), an expansion phase with a stroke (D1) of the piston greater than that (Cl) of the compression phase at a crank angle of expansion crank angle (VD1) greater than that of the compression phase, characterized in that the method ste reducing the expansion crankshaft angle interval (VD1) and obtaining an increase in the expansion speed of said piston after the extreme high position of the expansion stroke.

2) Process according to claim 1, characterized in that it comprises a step of varying the intake stroke (A3) to control the intake displacement.

3) Method according to claim 1 or 2, characterized in that it comprises a step of modifying the engine parameterization to reduce the expansion crank angle (VD1).

4) Method according to claim 3, characterized in that it comprises a step of driving the crankshafts in a reverse direction of rotation (-R). 30

5) Method according to claim 4, characterized in that it comprises a step of changing the motor starter drive direction to drive the crankshafts in a reverse direction of rotation (-R).

6) Method according to claim 5, characterized in that it comprises a step of controlling the dispensing system (36) to adapt to the reversal of the direction of rotation.

7) Method according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises a step of phase shifting one of the crankshafts relative to the other and to control the distribution system in duration and phasage to adapt it at a variable phase shift between the two crankshafts.

8) Method according to claim 7, characterized in that it comprises a step of controlling a variable distribution system at least in wedging.