WO2009034277A2 - Procede de commande d'un injecteur d'air carbure dans une chambre de combustion d'un moteur a combustion interne suralimente - Google Patents

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WO2009034277A2
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Yorick Duchaussoy
Pascal Ferri
Thierry Grando
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Renault S.A.S
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    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M69/00—Low-pressure fuel-injection apparatus ; Apparatus with both continuous and intermittent injection; Apparatus injecting different types of fuel
    • F02M69/08—Low-pressure fuel-injection apparatus ; Apparatus with both continuous and intermittent injection; Apparatus injecting different types of fuel characterised by the fuel being carried by compressed air into main stream of combustion-air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M67/00—Apparatus in which fuel-injection is effected by means of high-pressure gas, the gas carrying the fuel into working cylinders of the engine, e.g. air-injection type
    • F02M67/02—Apparatus in which fuel-injection is effected by means of high-pressure gas, the gas carrying the fuel into working cylinders of the engine, e.g. air-injection type the gas being compressed air, e.g. compressed in pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B17/00—Engines characterised by means for effecting stratification of charge in cylinders
    • F02B17/005—Engines characterised by means for effecting stratification of charge in cylinders having direct injection in the combustion chamber

Definitions

  • a method of controlling a carbureted air injector in a combustion chamber of a supercharged internal combustion engine is a method of controlling a carbureted air injector in a combustion chamber of a supercharged internal combustion engine.
  • the invention relates to a method for controlling a carburetted air injector in a combustion chamber of a supercharged internal combustion engine.
  • the document OS 5,170,766 describes an infection system for an internal combustion engine by which a mixture of air and fuel, also called carbureted air, can be injected directly into a combustion chamber of the engine. This mixture adds to the air already present in the combustion chamber. Such a system allows independent control of the amount of air injected and this] the fuel.
  • the engine power is limited by the thermal conditions in the combustion chamber and the amount of air admitted during the intake phase.
  • the amount of air admitted is greater, but it is also limited by the performance of the turbocharger.
  • the invention aims to object a method of controlling a carbureted air injector in a combustion chamber of a supercharged internal combustion engine. According to this method, non-carbureted air is injected into the combustion chamber with the injector during the exhaust phase.
  • non-carbureted air is injected. It is noted that such an infection during the exhaust phase has a very positive effect on the torque delivered by the engine.
  • the injection of air during the exhaust phase makes it possible to better evacuate the residual burned gases and to reduce the temperature in the combustion chamber. This improves the intake of air admitted into the combustion chamber. Because of this better filling, more fuel can be injected, thus increasing the power of the engine.
  • the air injection phase starts at an angular position of the crankshaft between 170 ° and 300 ° after the passage to the top dead center, preferably between 200 ° and 260 °. It is found that the maximum torque gain is obtained in these ranges for the injection of air.
  • the 170 ° position corresponds to the end of the relaxation phase.
  • the method is implemented during operation at full load.
  • the invention also relates to a supercharged engine comprising at least one combustion chamber, a carburetted air injector in the combustion chamber and control means for controlling the injector.
  • the control means are programmed to implement the method as described above.
  • the engine is for example spark ignition.
  • Figure 1 is a diagram showing the torque provided by an engine according to the invention. depending on the moment of the start of injection.
  • An engine implementing a method according to the invention conventionally comprises at least one cylinder in which a piston is slidably mounted by means of a linkage.
  • the cylinder is closed by a cylinder head, which delimits a combustion chamber between the piston, the cylinder and the cylinder head.
  • a spark plug is attached to the cylinder head and opens into the combustion chamber.
  • the cylinder head also has intake and exhaust valves for admitting air and venting combustion gases from the combustion chamber.
  • the carburetted air injector is fixed on the cylinder head and also opens into the combustion chamber.
  • the engine operates in a four-stroke cycle, with an intake phase, a compression phase, a relaxation phase and a phase exhaust.
  • the injector injects carbureted air, that is to say a mixture of air and fuel during the compression phase.
  • it also injects air, without fuel, during the exhaust phase.
  • curve a shows the gross torque obtained on the crankshaft of the engine without applying the method according to the invention, operating at full load and at 1500 revolutions per minute.
  • the quantity of air injected represents of the order of 5% of the quantity of air admitted into the combustion chamber.
  • Curve b represents the raw torque obtained under similar conditions, but by applying the method according to the invention, and by varying the instant of the start of air injection. This moment is marked according to the angular position of the crankshaft after the passage of the top dead center. Between 170 ° and 300 °, there is a gain in torque, the gain being more marked between 200 ° and 260 ° and up to 9%,

Abstract

Selon un procédé de commande d'un injecteur d'air carburé dans une chambre de combustion d'un moteur à combustion interne suralimenté, on injecte de l'air non carburé dans la chambre de combustion avec l'injecteur pendant la phase d'échappement. Moteur mettant en oevre le procédé.

Description

Procédé de commande d/ un injecteur d' air carburé dans une chambre de combustion d' un moteur à combustion interne suralimenté.
L'invention concerne un procédé de commande d'un injecteur d'air carburé dans une chambre de combustion d'un moteur à combustion interne suralimenté . Le document OS 5,170,766 décrit un système d'infection pour un moteur a combustion interne grâce auquel on peut injecter directement dans une chambre de combustion du moteur un mélange d'air et de carburant, appelé aussi air carburé. Ce mélange s'additionne à l'air déjà présent dans la chambre de combustion. Un tel système permet de contrôler de manière indépendante la quantité d'air injecté et ce] le de carburant.
Lors du fonctionnement à pleine charge d'un moteur classique, la puissance du moteur est limitée par les conditions thermiques dans la chambre de combustion et par la quantité d'air admis lors de la phase d'admission. Lorsque le moteur est suralimenté, par exemple à l'aide d'un turbocompresseur, la quantité d'air admis est plus importante, mais elle est limitée également par les performances du turbocompresseur .
C'est donc un objectif de l'invention de proposer un procédé de commande d' un moteur pour pouvoir obtenir une puissance augmentée.
Avec cet objectif en vue, l'invention a pour objet un procédé de commande d'un injecteur d'air carburé dans une chambre de combustion d'un moteur à combustion interne suralimenté. Selon ce procédé, on infecte de l'air non carburé dans la chambre de combustion avec l'injecteur pendant la phase d' échappement .
En commandant une injection avec une quantité nulle de carburant, on injecte de l'air non carburé. On constate qu'une telle infection pendant la phase d'échappement a un effet très positif sur le couple délivré par le moteur. L'injection d'air lors de la phase d'échappement permet de mieux évacuer les gaz brûlés résiduels et de diminuer la température dans la chambre de combustion. Ceci améliore le remplissage en air admis dans la chambre de combustion. Du fait de ce meilleur remplissage, on peut injecter plus de carburant, et ainsi augmenter la puissance du moteur.
De manière particulière, la phase d'injection d'air débute à une position angulaire du vilebrequin comprise entre 170° et 300° après le passage au point mort haut, de préférence entre 200° et 260°. On constate que le gain maximal en couple est obtenu dans ces plages pour l'injection d'air. La position à 170° correspond à la fin de la phase de détente.
Afin d'obtenir la puissance maximale, on met en œuvre le procédé pendant un fonctionnement à pleine charge .
L'invention a aussi pour objet un moteur suralimenté comportant au moins une chambre de combustion, un injecteur d'air carburé débouchant dans la chambre de combustion et des moyens de commande pour piloter l'injecteur. Les moyens de commande sont programmés pour mettre en œuvre le procédé tel que décrit précédemment. Le moteur est par exemple à allumage commandé.
L'invention sera mieux comprise et d'autres particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, la description faisant référence au dessin annexé dans lequel la figure 1 est un diagramme représentant le couple fourni par un moteur selon l'invention en fonction de l'instant du début d'injection.
Un moteur mettant en œuvre un procédé conforme à l'invention comporte classiquement au moins un cylindre dans lequel un piston est monte coulissant par l'intermédiaire d'un embiellage. Le cylindre est fermé par une culasse, ce qui délimite une chambre de combustion entre le piston, le cylindre et la culasse. Une bougie d'allumage est fixée sur la culasse et débouche dans la chambre de combustion. La culasse comporte également des soupapes d'admission et d'échappement pour admettre de l'air et pour évacuer des gaz de combustion de la chambre de combustion . On injecteur d'air carburé est fixé sur la culasse et débouche également dans la chambre de combustion .
Le moteur fonctionne selon un cycle de quatre temps, avec une phase d'admission, une phase de compression, une phase de détente et une phase d'échappement. L'injecteur injecte de l'air carburé, c'est-à-dire un mélange d'air et de carburant pendant la phase de compression.
Selon l'invention, il injecte également de l'air, sans carburant, pendant la phase d' échappement .
En se référant à la figure 1, on a représenté par la courbe a le couple brut obtenu sur le vilebrequin du moteur sans appliquer le procédé selon l'invention, en fonctionnant à pleine charge et à 1500 tours par minute. La quantité d'air injecté représente de l'ordre de 5% de la quantité d'air admis dans la chambre de combustion. La courbe b représente le couple brut obtenu dans des conditions similaires, mais en appliquant le procédé selon l'invention, et en faisant varier l'instant du début d'injection d'air. Cet instant est repéré en fonction de la position angulaire du vilebrequin après le passage du point mort haut. Entre 170° et 300°, on constate un gain de couple, le gain étant plus marqué entre 200° et 260° et pouvant atteindre 9%,

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de commande d'un αnjecteur d'air carburé dans une chambre de combustion d'un moteur à combustion interne suralimenté, selon lequel on injecte de l'air non carburé dans la chambre de combustion avec l'injecteur pendant la phase d'échappement, caractérisé en ce que la phase d'injection d'air débute à une position angulaire du vilebrequin comprise entre 170° et 300° après le passage au point mort haut, de préférence entre 200° et 260°.
2. Procédé de commande selon la revendication 1, selon lequel on le met en œuvre pendant un fonctionnement à pleine charge.
3. Moteur suralimenté comportant au moins une chambre de combustion, un injecteur d'air carburé débouchant dans la chambre de combustion, et des moyens de commande pour piloter l' injecteur, caractérisé en ce que les moyens de commande sont programmés pour mettre en œuvre le procédé selon l'une des revendications 1 ou 2.
4. Moteur selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il est à allumage commande.
PCT/FR2008/051487 2007-09-14 2008-08-11 Procede de commande d'un injecteur d'air carbure dans une chambre de combustion d'un moteur a combustion interne suralimente WO2009034277A2 (fr)

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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP1726805A1 (fr) * 2005-05-24 2006-11-29 Institut Français du Pétrole Procédé de contrôle du balayage des gaz brûlés d'un moteur à injection indirecte, notamment moteur suralimenté, et moteur utilisant un tel procédé

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