Brevet FR2013442A1 — publié le 19700403

La présente invention a trait à un procédé, à un appareil et à un dispositif pour contrôler les gaz d'échappement des moteurs à combustion interne et concerne plus particulièrement un procédé et un appareil pour diminuer le taux des substances nocives contenues dans les gaz d'échappement en agissant sur la temporisation des soupapes d'admission et d'échappement des cylindres de ces moteurs. Les substances nocives contenues dans les gaz d'échappement des moteurs à combustion interne et, en particulier dans ceux des moteurs desvéhicules automobiles, sont3 dans une trbs large mesure, responsables de la pollution de l'air atmosphérique. En conséquence, il est souhaitable de diminuer, dans toute la mesure du possible, le taux de ces substances nocives et de grands efforts ont été faits dans ce sens. Les gaz d'échappement nocifs des moteurs à combustion interne se divisent en deux grandes classes, à savoir : ceux qui résultent d'une combustion incoms plète des hydrocarbures et ceux qui résultent de la réaction entre les composants incombustibles presents dans la chambre de combustion. -Cette dernière catégorie de gaz d'échappement-nocifs comprend les divers composés d'azote et d'oxygène, composés qui seront qualifiés ci-après de "oxydes d'azote". Plusieurs facteurs sont responsables de la combustion incomplète des hydrocarbures alimentant le moteur. L'un de ces facteurs résulte de l'utilisation d'un mélange carburant-air trop riche qui- a pour résultat une proportion relativement grande d'hydrocarbures non brulés et qui se traduit par la présence dé grandes quantités d'oxyde de carbone dans les gaz d'échappement. Ce. défaut peut être corrigé par une étude approfondié du collecteur d'admission assurant une meilleure distribution du mélange et permettant d'utiliser des mélanges plus pauvres. De plus l'appauvrissement du mélange en utilisant un rapport plus faible entre le carburant et l'air de combustion améliore l'inte- gralité de la combustion. En particulier, l'appauvrissement du mélange abaisse à un faible niveau le taux d'oxyde de carbone. Toutefois, la proportion d'oxyde de carbone et celle des hydrocarbures non brulés n'est que légèrement diminuée dans les gaz d'échappement lorsqu'on utilise un mélange plus pauvre que le rapport stoechiométrique, c'est-à-dire, si l'on utilise une quantité d'air supérieure à celle nécessaire pour assurer la combustion complète du carburant. En réalité, la quantité d'oxyde de carbone et la proportion d'hydrocarbures non brulés présents dans les gaz d'échappement commence à augmenter quand on appauvrit le mélange au point que le moteur commence à présenter des ratés. Un second facteur qui joue un ralle important dans la présence des hydrocarbures non brillés dans les gaz d'échappement est celui du refroidissement brusque du front des flammes après l'allumage du mélange quand ce front approche des surfaces relativement froides du cylindre et du piston. Ce refroidissement a pour-conséquence qu'une couche limitrophe de mélange non brillé et partiellement brûlé reste sur ou près de ces surfaces relativement froides après le passage du front de flammes. Une grande: partie de cette couche est par la suite utilisée dans le-- système d'échappement pendant la course d'échappement. La génération de cette couche limitrophe de mélange non brillé et partiellement brillé peut être diminué dans une- certaine mesure en utilisant une chambre de combustion plus compacte ayant un rapport surface/volume plus petit, ce dont résulte une moins grande aire de la couche limitrophe et/ou en provoquant des turbulences dans le mélange' afin d'assurer une meilleure mixtion ayant pour résultat une couche limitrophe plus mince. Toutefois, des limites pratiques définies restreignent l'efficacité de ces techniques. La température-des gaz d'échappement quand ils sont expulsés à travers l'orifice du collecteur d'échappement et leur temps de séjour à une température élevée dans le système d'échappement peuvent -aussi avoir une grande influence sur la composition des -gazd'échapp'ement. Une-grande partie de oxyde de carbone et des hydrocarbures non brulés-des gaz d'échappement peut être consumée dans le système d'échappement si la températ-ure est assez élevée, si le temps de séjour de ces gaz dans le système d'échappement est assez long et si de l'oxygène est présent dans ce système.Or, de l'oxygène peut être fourni au système d'échappement, soit en utilisant un mélange plus pauvre que-le rapport stoechiométrique dii cylindre, soit par une injection forcée d'air frais dans le système d'éehappement. Des- températures relativement élevées peuvent être maintenues pendant un temps relativement long dans-le système d'échappement en isolant les surfaces de celui-ci qui sont au contact des gaz d'échappe--- ment. La température des gaz d'échappement à la sortie du cylindre- peut elle aussi être augmentée dans une-certaine mesure en retardant l'étincelle ou en ouvrant la soupape d'échappement plus tôt au cours de la -course de détente. Un troisième facteur intervint aux régimes à faibfe charge du moteur, où les pressions' de collecteur et de cylindré et les densités sont faibles. Dans ces conditions, la concentration des gaz résiduels dans le mélange -après l'allumage est élevée car une quantité appréciable des gaz d'échappement est retenue dans l'espace mort 'de la chambre de combustion à la fin de la course d'é chappement et du fait que des gaz d'échappement supplémentaires sont réaspirés dans le cylindre 'à: -traers 1a soupape-d'échappement-pendant la période de chevauchement des soupapes. Pour éviter-toute ambiguïté, il convient-de préciser que l'expression "'période dé chevauchement des Soupapes", ou les expres s-ièns'analogues, entendent désigner dans le présent mémoire descriptif la période de temps pendant laquelle la soupape d'admission et la soupape d'échappement d'un cylindre donné sont 'toutes deux ouvertes à la fin de la course d'échappement et au commencement de la course d'-admission. A ce moment, le collecteur d'admission est à la pression atmosphérique ou à peu près, tandis que le collecteur d'admission et le cylindre sont sensiblement au-dessous de la pression atmosphérique. Il en résulte une réaspiration des gaz d'échappement dans le cylindre et, partant, une dilution du melange entrant.Cette dilution, jointe à la lenteur de la propagation des flammes à basse température, a pour résultat une médiocre combustion dans le cylindre, ce dont résulte une concentration élevée d'hydrocarbures non brillés et d'oxyde de carbone dans les gaz d'échappement Une conséquence importante de la présence de la couche limitrophe de mélange incomplètement brillé dans le cylindre est que la concentration des composants nocifs n'est pas uniforme pendant toute la course dFéchappement. En effet, pendant la première partie et la partie centrale de la course d'échappe ment, le courant de gaz qui influe dans le collecteur d'échappement provient principalement du centre du volume du cylindre où il ne se produit aucun refroidissement brusque du front des flammes. I1 en résulte que dans la partie centrale du volume du cylindre, la combustion du mélange est relativement complète et que cette partie des gaz d'échappement est relativement exempte d'hydrocarbures et d'oxyde de carbone. Par contre, pendant Ia partie ultérieure de la course d'échappement, la couche de gaz voisine des parois du cylindre est expulsée.Etant donné que cette couche contient une proportion relativement grande d'hydrocarbures non brulés, la concentration des hydrocarbures et de l'oxyde de carbone dans les gaz d'échappement atteint un niveau très élevé pendant la dernière partie de la course d'échappement. En considérant maintenant les composants nocifs incombustibles des gaz d'échappement, qui sont essentiellement formés par réaction de l'azote et de l'oxygène à Ia température élevée de combustion, on constate que les parametres principaux qui déterminent la concentration des oxydes azote dans les gaz d'échappement sont la température de pointe dans le cylindre et l'oxygène disponible. Un excès considérable d'azote est toujours présent dans le mélange de carburant et d'air, de Sorte que l'azote ne peut pas etre réglé. tes mélanges pauvres qui peuvent être utilisés pour diminuer le taux de l'oxyde de carbone et des hydrocarbures non brillés dans les gaz d'échappement, comme il a été expliqué ci-dessus, produisent un excès d'oxygène.Ceci a pour conséquence que l'utilisation de mélange pauvre tend à augmenter la formation des oxydes d'azote. Les taux de compression élevés couramment utilisés dans-les moteurs des véhicules automobiles ont pour conséquence des températures élevées et, partant, la formation d'une quantité relativement élevée d'oxydes d'azote. Ceux-ci ne peuvent pas être diminués sans diminuer en même temps la puissance ou le rendement, alternative dont les deux termes sont aussi inacceptables l'un que 1 'autre. I1 a été proposé antérieurement de contraler la quantité d'oxydes d'azote contenus dans les gaz d'échappement en recirculant une fraction de ces derniers vers le système d'entrée afin de diluer le mélange frais. Etant donné que les gaz d'échappement sont relativement inertes, cette dilution diminue la température de pointe des flammes dans le cylindre et, par conséquent, le taux de formation des oxydes d'azote. Les système s suggérés par la technique antérieure pour recirculer les gaz d'chappement vers L'admission utilisent couramment des moyens de refroidissement, des moyens de mélange d'air frais et des moyens de dosage. Bien que les systèmes de ce genre puissent apporter une certaine amélioration dans la qualitedes gaz d'échappement, les tubulures, soupapes, etc... nécessaires peuvent etre relativement compliquées et ces installations sont sujettes à la condensation, au salissement et à la corrosion, ce qui rend leur utilisation assez peu satisfaisante. Par suite, la technique a besoin d'un procédé permettant de diminuer, l'émission de gaz d'échappement nocifs par les moteurs à combustinn interne, procédé capable de diminuer le taux de l'oxyde de carbone, des hydrocarbures non brillés et des oxydes d'azote présents dans les gaz d'échappement et ce, sans augmenter de façon appréciable les frais de fabrication du moteur et sans exiger par la suite un entretien considérable.De plus, il est souhaitable de pouvoir régler le degré de dilution du mélange entrant d'air et de carburant en fonction du régime du moteur afin de produire une faible dilution aux régimes à faible charge, une dilution plus importante aux régimes à charge modérée et, le cas échéant, une faible dilution aux régimes à charge élevée Ceci permet d'assurer un fonctionnement efficace du moteur, tout en abaissant les émissions de gaz d'échappement nocifs. En conséquence, l'un des buts de la présente invention est de fournir un procédé, un appareil et un dispositif pour réduire les émissions de gaz d'échappement nocifs des moteurs à combustion interne qui, d'une manière générale, consistent à faire varier la temporisation normale d'échappement et d'admission dans le moteur à combustion interne, par exemple, en faisant varier les instants d'ouverture et de fermeture des soupapes d'admission et d'échappement dans un moteur à combustion interne à quatre temps, de façon qu'une proportion réglable des gaz d'échappement soit retenue dans le cylindre et se mélange avec la dose franche entrante de carburant et d'air pour produire un mélange combustible ayant des caractéristiques améliorées et ainsi, simultanément réduire l'expulsion du cylindre de gaz d'échappement nocifs en retenant la partie des gaz d'échappement qui contient une proportion relativement élevée de composants nocifs en vue d'une nouvelle combustion dans le cylindre. L'invention a également pour but de fournir un procédé, un appareil et un dispositif tels que spécifiés ci-dessus, dans lesquels - on peut faire varier la temporisation d'échappement et d'admission en fermant les moyens d'échappement à des instants sélectionnés différents avant la fin de la course d'échappement afin de retenir une partie finale des gaz d'échappement dans le cylindre, cette partie finale contenant une proportion relativement élevée de composants nocifs; - la variation de la temporisation d'échappement et d'admission peut inclure une modification de la durée de la période de chevauchement des moyens d'admission et d'échappement; - la variation de la temporisation d'admission et d'échappement peut s'effectuer en changeant l'angle de phase entre le vilebrequin et les moyens d'actionnement ou de commande de l'échappement du moteur;; - la temporisation d'échappement et d'admission peut tre modifiée en fonction des conditions de fonctionnement du moteur; - un dispositif de commande peut être prévu pour faire varier la temporisation d'échappement et d'admission en fonction des conditions de fonctionnement du moteur pour obtenir (1) une faible dilution de la charge entrante de carburant et d'air aux régimes à faible charge; (2) une dilution plus élevée du mélange entrant aux régimes à charge plus élevée du moteur; et, le cas échéant, (3) une faible dilution du mélange entrant aux régimes du moteur où la charge est maximale; et, - des conduits, des soupapes et des moyens analogues supplémentaires ne sont pas nécessaires dans le système d'échappement du moteur et où les variations de la temporisation de l'échappement et de l'admission peuvent s'effectuer par des moyens connus sans modification majeure de la structure du monteur, de sorte que le coût de la réalisation du procédé de l'invention est minimal, de même que l'entretien du moteur. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif, en référence au dessin annexé, dans lequel: - la figure 1 est un graphique illustrant la concentration des hydrocarbures incomplètement brulés dans les gaz d'échappement et le taux volumétrique d'expulsion des gaz d'échappement en fonction de la position du piston dans le cylindre dans un moteur à combustion interne typique; - la figure 2 est une représentation schématique de l'un des cylindres d'un moteur à combustion à quatre temps et montre en tirets la partie des gas de combustion qui tend à s'échapper la première à travers l'orifice'd'échap- pement;; - la figure 3 est un graphique illustrant l'instant d'ouverture de la soupape d'admission et l'instant de fermeture de la soupape d'échappement à la fin de la course d'échappement du piston dans un moteur à combustion interne à quatre temps classique utilisant une période de chevauchement des soupapes de 30 ; - la figure 4 est un graphique analogue à celui de la figure3 et qui il lustre les instants d'ouverture et de fermeture des soupapes d'admission et d'échappement correspondant à des conditions de fermeture de soupape en avance conformément à la présente invention, tout en maintenant la période de chevauchement à 300;; 7 la figure 5 est un graphique analogue à celui de la figure 3, mais qui illustre les instants d'ouverture et de fermeture des soupapes d'admission et d'échappement selon des conditions de fermeture en avance modifiées des soupapes conformément à la présente invention; - la figure 6 est une coupe centrale schématique d'un appareil pour ré gler le rapport des phases des arbres à came des soupapes dladmission et et d'é- chappement par rapport au vilebrequin d'un moteur à combustion interne à quatre temps; - la figure 7 est une vue analogue à la figure 6 montrant une structure modifiée dans laquelle le rapport des phases entre l'arbre à came des soupapes d'échappement est réglé par rapport au vilebrequin du moteur et à l'arbre à came des soupapes d'admission. - la figure 8 est une représentation schématique d'un mécanisme pour régler le rapport des phases entre un arbre à came et le vilebrequin d'un moteur à combustion interne à quatre temps; et, - la figure 9 est une représentation schématique d'un autre dispositif de commande pour régler le rapport des phases entre l'arbre à came et le vilebrequin d'un moteur à combustion interne à quatre temps. L'invention a trait à un procédé, un dispositif et un appareil pour diminuer la concentration des hydrocarbures incomplètement brûlés et des oxydes d'azote dans les gaz d'échappement des moteurs à combustion interne. Ces procédé, dispositif et appareil impliquent de fermer les moyens d'échappement de chaque cylindre du moteur à un instant déterminé avant que le piston de ce cylindre s'éloigne de sa position de point mort haut pendant sa course d'admission de carburant suffisamment pour que la pression des gaz agissant sur la tette de piston soit égale (ou plus précisément commence à être inférieure) à Ia pression régnant dans recollecteur d'échappement, afin d'emprisonner dans le cylindre > un volume déterminé de gaz d'échappement, volume qui contient une proportion relativement grande de carburant incomplètement brûlé provenant de lrétape d'allumage précédente. Des moyens d'admission du cylindre s'ouvrent à > ou à un instant choisi avant, l'instant de fermeture des moyens d'échappement afin de fournir une dose fraiche de carburant non brûlé et d'air au cylindre. Les gaz d'échappement retenus et la dose fraiche se mélangent dans le cylindre et le mélange résultant est ensuite allumé, au cours du cycle suivant du moteur. Le carburant incomplètement brûlé des gaz d'échappement retenus dans le cylindre est ainsi -soumis à une nouvelle combustion. De plus, les gaz d'échappement ainsi retenus diluent la dose fraîche de carburant non brûlé et d'air entrant dans le cylindre ce qui a pour effet de diminuer la température de pointe pendant le cycle suivant du moteur. De son côté, ceci a pour effet de diminuer la formation des oxydes d'azote. La description qui va suivre se rapporte à l'application de l'invention à un moteur à combustion interne à quatre temps, à allumage par bougies, afin de montrer des modes de réalisation préférés de l'invention et c'est la raison pour laquelle il sera fait mention dans la description d'une soupape d'admission et d'une soupape d'échappement qui sont utilisées pour commander les fonctions d'admission et d'échappement. Toutefois, il est à noter que l'invention s'applique aussi aux moteurs à deux temps et autres moteurs à lumières, ainsi qu'aux moteurs Diesel et autres qui impliquent une admission intermittente temporisée de carburant et d'air dans une chambre de combustion et un échappement intermittent temporisé des produits de combustion. L'utilisation de soupapes d'admission et d'échappement est donc facultative .En conséquence, les expressions "moyens d'échappement" et "moyens de temporisation" utilisées dans le présent mémoire descriptif et dans les revendications entendent désigner des moyens, tels que les soupapes dans les modes de réalisation décrits, qui assurent l'évacuation des produits de combustion et l'admission du mélange de carburant et d'air dans la chambre de combustion. De même, pour la clarté de I'exposé, il sera fait mention dans la description qui va suivre du point mort haut du piston dans le cylindre afin de spécifier un point de référence pratique et précis par rapport auquel les instants d'échappement et d'admission sont réglés.En effets quand le piston est à son point mort haut, à la fin de sa course d'échappement, les gaz contenus dans l'espace mort compris entre la tête du piston et la paroi supérieure du cylindre sont à une pression supérieure à celle régnant dans le collecteur d'échappement. Cette situation persiste pendant une très courte période de temps après que le piston akommencé à s'éloigner de son point mort haut pendant sa course d'admission (que l'admission du carburant ait lieu par aspiration ou par injection), L'instant auquel les niveaux des pressions s'inversent dans le cylindre et dans le collecteur d'échappement, de sorte que la pression à la tête de piston est égale (ou commence à être inférieure) à la pression régnant dans le collecteur d'ehappement, détermine le point de référence précis par rapport auquel la temporisation de l'échappement et de l'admission est réglée et c'est là sa signification dans la description suivante. En se référant à la figure 1, on voit un graphique- montrant la concentration des hydrocarbures incomplètement brûlés dans les gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne typique et le taux volumétrique d'écoulement des gaz d'échappement par rapport à la position du piston dans le cylindre. On a observé que dans-un moteur à combustion interne fonctionnant normalement, la concentration des "hydrocarbures incomplètement brtlés-reste à un niveau relativement bas jusqu'au'moment où le piston approche de sa position-de point mort haut (TDC) dans l'alésage du cylindre. Quand le piston approche de cette position, la -concentration des hydrocarbures incomplètement brûlés augmente brusquement dans-les-gaz d'échappement.Une explication à ce phénomène sera proposée ci-dessous. Il ést également à-noter que le taux volumétriquevd'écoulement des gaz d'échappèment du cylindre augmente brusquement immédiatement après que la soupape d'échappement s'est ouverte en raison de la pression relativement élevée régnant dans le cylindre. Après que le taux volumétrique d'écoulement des gaz a atteint une pointe, il diminue progressivemeht en même temps que la pression à l'intérieur du cylindre, de sorte que-vers la fin de.la course d'échappement, l'écoulement des gaz d'échappement est essentiellement dû au refoulement par lé piston.La zone hachurée de la figure I indique la quantité de gaz'd'échappement qui est retenue dans le cylindre quand la soupape d'échap -pement se ferme avant la fin de la course d'échappement, conformément à l'invention. La figure 2 illustre une partie d'un moteur à combustion interne -classique comprenant un piston alternatif 11 qui coulisse- dans l'alésage 12 d'un colin dre. Une soupape d'admission et d'échappement 13 et 14 sont prévués à l'extrémité supérieure de l-'alésage. Un vilebrequin 15 est accouplé au piston ll par la tige 16, de la manièré habituelle. On propose l'explication suivante au fait que la dernière partie des gaz d'échappement sortant du cylindre contient une proportion relativement grande d'hydrocarbures incomplètement brûlés. ToutefoisX,- il- convient-de souligner que les résultats améliorés qui sont obtenus par l'invention ont été réellement observés et mesurés et que, partant, l'invention elle-même n'est nullement liée au bien-fondé de cette explication; La zone A (figure 2) située dans la partie centrale du cylindre contient des gaz plus complètement brûlés et qui sont à- une température"relativetaent élevée.Les gaz Situés à l'extérieur de la zone A sont à une température plus basse car ils sont plus-près des parois relativement froides du cylindre et du piston. Ces derniers gaz sont aussi moins complètement brillés car Ive front de flammes du mélange de carburant et d'air quand celui-ci est allumé, 'est'r'efroi- di en'approchant de ces parois, de sottè-que la combustion du carburant au voisinage des parois du cylindre et du"piston est moins complète.Les gaz situés à l'extérieur de la zone A tendent à rester dans le cylindre jusqua ce qu'ils en soient refoulés par le piston quand ce dernier approche de sa position de point mort haut. C'est la raison pour laquelle les gaz initialement évacués pendant la course d' échappement proviennent principalement de la zone A, tandis que les derniers gaz d'échappement du cylindre sont constitués en grande partie par des gaz ne provenant pas de la zone A, gaz qui contiennent une proportion relativement grande d'hydrocarbures incomplètement brûlés. Bien que la zone A soit nettement définie sur le dessin, ceci n'été fait que pour faciliter la représentation et l'exposé. Il est clair que dans la réalité, la concentration des hydrocarbures incomplètement bralés augmente progressivement et qu'en même temps la température des gaz décroît graduellement en approchant des parois du cylindre et du piston. De plus, la zone A a également été représentée comme ayant un volume relativement petit pour faciliter l'illustration et l'exposé. En réalité, la zone A s'étend tout près des parois du cylindre et du piston. La figure 3 est un graphique illustrant la temporisation classique des soupapes d'un moteur à combustion interne à quatre temps. Comme le-montre cette figure5 la soupape d'échappement commence à se déplacer vers sa position de fermeture peu avant la position de point mort haut (TDC) du piston dans le cylindre et cette soupape d'échappement atteint sa position complète de fermeture à environ 15 de rotation du vilebrequin au-delà ou après la position de point mort haut du piston. D'autre part, la soupape d'admission commence à s'ouvrir environ 150 avant le point mort haut et atteint sa position drouverture complète après que le piston a dépassé sa position de point mort haut.La période de temps comprise entre le commencement de ltouverture de la soupape d'admission et la fin de la fermeture de la soupape d'échappement constitue la période de chevauchement des soupapes . Une telle période de chevauchement est nécessaire pour des raisons connues afin d'assurer les caractéristiques de fonctionnement voulues du moteur La durée de la période de chevauchement des soupapes peut varier d'un moteur à un autre pour diverses raisons, par exemple, pour obtenir des performances plus poussées ou pour diminuer la consommation de carburant. I1 est connu de produire des périodes de chevauchement des soupapes comprises entre environ 14 et environ 700 de rotation du vilebrequin pour divers types de moteurs de véhicules automobiles. Selon un mode de réalisation de l'invention, toute la temporisation des soupapes du moteur à combustion interne peut etre avancée de la même quantité, sans modifier la durée de la période de chevauchement, de sorte que la soupape d'échappement se ferme à peu près au moment où le piston atteint sa position de point mort haut. Ceci est illustré par la figure 4 dans laquelle l'instant de fermeture de la soupape a été avancé de sorte que cette dernière se ferme 5 avant le point mort haut. En.conséquence, la soupape d'admission commence à s'ouvrir à environ 35 avant le point mort haut. On voit donc que la période de chevauchement des soupapes reste de 30 de la rotation du vilebrequin du moteur.Cet avancement de la temporisation des soupapes a pour effet d'emprisonner un plus grand volume de gaz d'échappement dans le cylindre au cours d'un cycle donné du moteur. Toutefois, meme sans avancer la temporisation des soupapes, une fraction des gaz d'échappement est généralement retenue dans le cylindre à cause de l'espace mort compris entre le piston au point mort haut et la culasse du cylindre. Néanmoins, le fait d'avancer l'instant de fermeture de la soupape d'échappement a pour conséquence d'emprisonner un plus grand volume de gaz d'échappement dans le cylindre. - Ce volume supplémentaire de gaz d'échappement contient une proportion relativement grande d'hydrocarbures incomplètement brûlés. Les gaz d'échappement ainsi emprisonnés sont soumis à une nouvelle combustion autours du cycle suivant du moteurs diminuant ainsi la proportion des hydrocarbures incomplètement brûlés entrant dans le collecteur d'échappement.De plus, les gaz d'échappement ainsi retenus se mélangent et se diluent avec la nouvelle dose de carburant et d'air provenant du collecteur d'admission. Etant donné que les gaz d'-échappement emprisonnés contiennent un taux considérable de gaz incombustibles, il en résulte une diminution de la température de.pointe pendant le cycle suivant du moteur. Ceci a, de son côtés pour effet de diminuer la formation des oxydes d'azote car, comme il a été expliqué ci-dessus > ceux-ci exigent des températures de formation élevées. Ainsi, l'avancement de l'instant de fermeture de la soupape d'échappement a pour effet de diminuer la quantité de substances polluantes contenues dans les gaz d'échappement qui gagnent le collecteur d'échappement. L'effet de la présente invention est d'emprisonner dans le cylindre un volume relativement petit de gaz d'échappement mais ce volume est choisi de manière à contenir une proportion relativement élevée d'hydrocarbures non brQlés, de sorte que la quantité d'hydrocarbures non brûlés qui atteint le collecteur d'échappement est sensiblement diminuée La quantité de gaz d'échappement emprisonnés dans le cylindre est représentée par la zone hachurée de la figure l et I'examen de cette dernière montre que-l'invention a pour effet d'empêcher une quantité très considérable des hydrocarbures incomplètement brû- lés des gaz d'échappement d'entrer dans le collecteur d'échappement. L'avancement de la temporisation de toutes les soupapes du moteur a également pour conséquence d'avancer l'instant d'ouverture de la soupape d'échappe- ment, l'instant d'ouverture de la soupape d'admission et l'instantsse fermeture de cette dernière. L'ouverture précoce de la soupape d'admission, comme représente sur la figure 4 ne semble avoir aucun effet appréciable sur le fonc tionnement du moteur. ?ar contre, comme il est expliqué ci-après, il peut etre utile de ne pas avancer l'instant d'ouverture de la soupape d'admission quand on avance l'instant de fermeture de la soupape d'échappement dans certaines conditions de fonctionnement du moteur afin de diminuer davantage le taux des substances polluantes entrant dans le collecteur d'échappement.La fermeture précoce de la soupape d'admission et l'ouverture précoce de la soupape d'échap pement-quand toute la temporisation des soupapes a été avancée comme décrit ci-dessus5 semble n'avoir que peu ou pas d'effet mesurable sur lefonctionne- ment du moteur. L'avancement de la temporisation des soupapes du moteur à combustion interne peut être effectué en changeant la relation des phases entre le vilebrequin du moteur d'une part, et l'arbre à came de la soupape d'admission et-l'arbre à came de la soupape d'échappement d'autre part. Ceci peut être réalisé à la main quand le moteur est arrêté ou bien peut s'effectuer pendant que le moteur tourne d'une manière quelconque, par exemple au moyen des mécanismes décrits ciapres. En se référant à la figure-5, onvoit deux moyens supplementaires par lesquels l'invention peut entre mise en pratique. Comme dans le cas de la figure 4, I'instant de fermeture de la soupape d'échappement a été avancé à 50 avant la position de point mort haut du piston. Comme l'indique la courbe en tirets courts, l'instant de fermeture de la soupape d'admission peut être maintenu inchangé, auquel cas la période de chevauchement des soupapes est ramenée à 101 de rotation du vilebrequin. En outre, comme l'illustre la courbe en tirets alternativement longs et courts de la figure 5, la temporisation des soupapes peut être réglée de façon que la soupape d'échappement se ferme en même temps que la soupape d'admission s'ouvre, de sorte qu'il n'y a pas de période de chevauchement. I1 peut etre utile de modifier la temporisation des soupapes pendant la marche du moteur, entre les conditions- illustrées -par la figure 4-et l'une des conditions de la figure 5 quand le régime du moteur-varie. En particulier,~il -peut être souhaitable de faire fonctionner le moteur dans les conditions illustrées par la figure 4 en régime constant-ou pendant les acdGéråtions modé- rées et il-peut être préférable dé faire fonctionner le moteur dans l'une ou l'autre des conditions de temporisation illustrées par la figure 5 pendant le ralenti, la déeéleration, et les régimes à charge maximale ou à accéleration maximale du moteur. Pendant le ralenti, la décélèration ou les régimes å faible charge du moteur, celui-ci fonctionne avec des pressions et des températures relativement basses, de sorte que les risques de formation d'oxyde d'azote~sont relativement faibles. En outre, lorsque la quantité de gaz emprisonnés est trop grande aux ré-- gimes à faible charge, des ratés d'allumage peuvent-se produire. En consé- quence, il est à la fois possible et préférable de n'emprisonner qu'une quanti té relativement petite des gaz d'ëchappement dans le cylindre à la fin de la course d'échappement quand le moteur fonc-tionne à faible charge. Ceci peut être fait en abrégeant la période- de chevauchement des soupapes ou en fermant la soupape d'échappement au point mort haut du piston ou très près de ce. point mort. Demême, il est préférable de ne diluer que faiblement-la dose de carburant et d'air entrant dans le cylindre aux régimes charge ou à accélération maximale. Toutéfois, dans cé cas, cette faible dilution est nécessaire pour que le moteur puisse développer la puissance voulue ou bien, en se plaçant sous un autre angle, du fait-qu'une dilution excessive du mélange de carburant etd'air aux régimes à forte charge-aurait pour résultat de diminuer la puissance du moteur et de provoquer des cognements.Ici encore, une rétention appropriée dés gaz d'échappement peut être sélectionnée par un réglage judicieux des moyens de temporisation des sOupåpes, notamment en réduisant la période de chevauchement de celles-ci ou en fermant la soupape d'Schappement & point mort haut du piston ou près de ce pont mort, à la fin de sa course d'échappement ou au commencement de sa course d'admission de carburant.La quantitézde gaz d'échappement retenue quand la charge du moteur approche de son maximum sera par conséquent inférieure à la quantité des gaz dléchappement retenue aux régimes à charge intermédiaire, et peut souvent etre analogue à celle retenue aux régimes à charge légère ou au ralenti. -Plus précisément, la quantité de gaz d'échappement retenue aux régimes à fórte-charge du moteur peut entre inférieure, égale ou légèrement supérieure à la quantité-de gaz d'échappement retenue aux régimes à charge légère du moteur. Ainsi-donc, le volume-des gaz d'échappement retenus-sera relativement petit aux régimes à faible charge, sensiblement plus grand aux régimes à charge intermédiaire et à nouveau petit aux régimes à forte charge ou lors d'accélérations considérables. On voit donc que la temporisation -des soupapes doit être convenablement modifiée pour exécuter ces variations de la rétention-des gaz d'échappement et pour des raisons évidentes, il convient que ces variations de la temporisation des soupapes d'échappement s'effectue automatiquement. L'avance maximale de l'instant de fermeture-de-la soupape d'échappement doit être choisie de manière que le volume des gaz d'échappement emprisonnés dans le cytindië soit, à tout instant, aussi grand que possible, eompte tenu du régrime de fonctionnement du moteur à cet instant, tout-èn étant inférieur à celui qui, dans ces conditions de fonctionnement du moteur, provoquerait-une dilution excessive de la dose de carburant et d'air entrante. II est bien évident-que, dans chaque cas, l'avance maximale admissible est fonction de la construction du moteur, y compris du volume mort et de la forme du piston et du cylindre.En général, l'avance maximale de l'instant de fermeture de la soupape d'échappement ne doit pas dépasser 25 de la rotation du vilebrequin avant la position de point mort haut du piston dans le cylindre. Dans tous les cas, la soupape d'échappement doit être fermée à un point limite situé avant que se produise I'inversion des niveaux de pression entre les gaz contenus dans le cylindre et au-dessus du piston et qui plus haut ont été désignés comme les gaz à la tête de piston et les gaz dans le collecteur d'échappement. Ce point limite est préférable en ce qu'il évite la réaspiration des gaz du collecteur d'échappement dans le cylindre. Dans la pratique, ce point limite est celui où les pressions dans le cylindre et dans le collecteur d'échappement sont egales,mais peut etre défini de façon plus précise comme le:-point précédent, celui où la pression au-dessus de la tete de piston commence à être inférieure à la pression régnant dans le collecteur d'échappement. Comme il a été indiqué ci-dessus, il est utile de régler la temporisation des soupapes pendant que le moteur est en marche, en particulier de façon automatique en fonction des conditions de fonctionnement de celui-ci. Toutes sortes de mécanismes peuvent être prévus à cette fin. La figure 6 illustre schématiquement un mécanisme au moyen duquel l'arbre à came de la soupape d'admission et celui de la soupape d'échappement peuvent etre réglés simultanément et de façon égale pour régler les instants de temporisation des soupapes par rapport à la position de point mort haut du piston dans le cylindre. L'arbre à came 21 de la soupape d'admission est accouplé de façon à tourner en synchronisme avec l'arbre à came 22 de la soupape d'échappement au moyen de pignons 23 et 24. L'arbre à came 22 présente une fente 26 inclinée par rapport à son axe de rotation. Un arbre de transmission 27 porte une goupille radiale 28 qui s'étend vans cette fente 26, ce qui fait qu'un mouvement axial de l'arbre 27 produit un déplacement angulaire de l'arbre 22 autour de son axe. En raison de la liaison cinématique établie par les pignons 23 et 24, un mouvement angulaire correspondant est transmis à l'arbre à came 21 de la soupape d'admission. Un pignon 30 est monté sur l'arbre de transmission 27, ce pignon étant accouplé par des cannelures à un autre pignon 29. Cet autre pignon 29 est entraîné par le vilebrequin du moteur de façon classique, habituellement, l'arbre 27 et partant les arbres 21 et 22 tournent à la moitié de la vitesse du vilebrequin. Un signal de commande quelconque, tel que ceux décrits ci-après, peut être appliqué pour déplacer l'arbre 27 axialement et, ainsi, régler le rapport des phases entre les arbres à came 21 et 22 d'une part, et le vilebrequin du moteur d'autre part. Toutefois, les arbres à came 21 et 22 restent constamment accouplés au vilebrequin afin de tourner avec lui. La figure 7 illustre un autre mécanisme au moyen duquel seule la phase de l'arbre à came de la-soupape d'échappement peut être réglée par rapport au vilebrequin. Le rapport des phases entre l'arbre à came de la soupape d'admission et le vilebrequin ne varie pas. Le mécanisme représenté sur la figure 7 est analogue à celui de la figure 6 et les éléments correspondants ont été désignés par les mêmes références numériques suivies de la lettre "A". La description précédente de la figure 6 s'applique donc aussi, en substance, au mode de réalisation de la figure 7. I1 convient toutefois de noter que le pignon 24A est monté sur l'arbre 27A au lieu d'être sur l'arbre 22A, de sorte que le mouvement axial de l'arbre 27A ne modifie que l'angle de l'arbre 22A. Ainsi, seul l'arbre à came 22A de la soupape d'échapement est tourné par rapport au vilebrequin en réponse à un signal de commande appliqué à l'arbre 27A. Il convient égaIement de noter que le pignon 23A est relié par un accouplement à cannelures avec le pignon 24A de façon à maintenir une liaison cinématique permanente entre eux, tout en permettant un mouvement axial de l'arbre 27A aux fins de réglage comme décrit ci-dessus. Le cas échéant, le rapport des phases entre le vilebrequin et l'arbre à came de la soupape d'admission et celui de la soupape d'échappement pourrait être réglé séparément. Ceci peut etre réalisé, par exemple, en prévoyant pour l'arbre 21A un signal de commande prédominant analogue à la structure de commande pour l'arbre 22A sur la figure 7. Le signal de commande destiné à produire un mouvement axial de l'arbre 27 ou 27A peut, évidemment, être produit manuellement ou bien par un dispositif détectant les conditions de fonctionnement du moteur. Diverses conditions de fonctionnement peuvent etre détectées pour produire des signaux de commande et ainsi faire varier la temporisation des soupapes comme il a été expliqué ci-dessus.Parmi les conditions de marche du moteur qui peuvent être ainsi détectées pour régler la temporisation des soupapes, on peut mentionner la pression du collecteur d'admission, la position du papillon du carburateur, le couple de sortie du moteur, la pression de pointe des cylindres, la température des gaz d'échappement et la vitesse du moteur. I1 est bien évident que la présente invention n'est nullement limitée à la détection d'une condition de fonctionnement particulière du moteur, étant donné le nombre des conditions de marche différentes pouvant etre mesurées et détectées.Toutefois, aux fins d'illustration, on a représenté sur les figures 8 et 9 deux moyens représentatifs pour détecter les conditions de fonctionnement du moteur et pour les utiliser à la commande et au réglage de la temporisatibn des soupapes. La figure 8 représente schématiquement un moteur 31 comportant un collecteur d'admission 32 et un collecteur d'échappement 33. L'arbre 27 est relié par un moyen quelconque à la tige 34 d'un ensemble de piston et de cylindre 36. Un ressort 38 sollicite en continu le piston pour déplacer la tige et, partant, l'arbre 27 dans une première direction axiale. Un conduit 37 relie le collecteur d'admission 32 au cylindre 36, de sorte que la dépression du collecteur d'admission agit sur le piston à l'opposé de la force du ressort. Ainsi, la position axiale de l'arbre 27 et, partant, la temporisation dessoupapes, est fonction de la dépression régnant dans le collecteur d'admission. La figure 9 illustre un autre dispositif. -Les composants de ce dispositif correspondant à ceux précédemment décrits en regard de la figure 8 ont été désignés par les mêmes références numériques suivies de la lettre "A". Dans ce mode de réalisation, une soupape 41 est intercalée entre une source de fluide sous pression 42 et le conduit 37A. Cette soupape présente deux gorges 43 et 44 qui sont séparées par une portée 45. La source de fluide sous pression est reliée à un canal central 48 du tiroir de la soupape, ce canal central communiquant avec les deux gorges 43 et 44. Le tiroir peut être déplacé axialément, à l'encontre de la force d'un ressort 51, au-moyen d'un élement relié à la pédale d'accélérateur 52.Ainsi, quand le moteur tourne au ralenti ou à faible vitesse, de sorte que la pédale d'accéIérateur est- dans la-position représentee sur la figure 9, la source de fluide sous pression 42 communique par le canal 48, la gorge 43 et le conduit 37A avec le cylindre 36 en maintenant l'arbre 27 dans une première position. Quand on appuie légèrement sur la pédale d'accélAra- teur, comme c'est le cas pendant les vitesses et les conditions d'accélération modérées, la communication entre la source de fluide sous pression 42 et le conduit 37A est interrompue par la portée 45 et le ressort 38 intervient pour placer l'arbre de transmission 27 dans sa position opposée, changeant ainsi la temporisation des soupapes.En appuyant davantage sur la pédale d'accélération, comme quand on désire produire une accélération maximale ou une vitesse maximale, la communication entre la source de fluide sous pression et le conduit est rétablie par la gorge 44 et l'arbre de transmission 27 est replacé dans sa position initiale. Ainsi, on voit que le mode de réalisation de la figure 9 permet de placer l'arbre de transmission dans deux positions différentes correspondant à deux temporisations différentes des soupapes qui peuvent être utiles pour les raisons exposées ci-dessus. Les dispositifs de commande des figures 8 et 9 sont utilisés pour produire une commande automatique -des mécanismes de réglage de la temporisation des soupapes représentées sur les figures 6 et 7. Ainsi, la temporisation des soupapes peut être réglée automatiquement pour réduire à un minimum la teneur des gaz d'échappement en substances polluantes, tout en maintenant des conditions de fonctionnement efficaces du moteur. I1 va de soi que de nombreuses modifications peuvent etre apportées aux exemples représentés et décrits sans sortir pour autant du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1.- Procédé pour diminuer le taux des substances polluantes émises par un moteur à combustion interne ayant un piston, un cylindre, un vilebrequin, des moyens d'échappement et des moyens d'admission, après la combustion d'une dose dlun mélange de carburant et d'air à l'intérieur du cylindre, caractérisé ence qu'il consiste à faire varier l'instant de la fermeture des moyens d'échapr pement par rapport à la position du piston dans le cylindre en réglant ainsi la quantité de gaz d'échappement-reteffue dans le cylindre pour la combustion suivante, les gaz d'échappement retenus contenant une.grande proportion de carburant incomplè-tement brûlé, à mélanger la quantité de gaz d'échappement ainsi retenue avec la dose suivante de mélange de carburant et d'air pendant la course d'admission du cycle suivant, et à allumer le mélange comb.iné. 2.- Procédé selon la revendication i, caractérisé en ce que l'instant de fermeture des moyens- d'échappement varie en fonction des conditions de fonction nement détectées du moteur. 3.- Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'instant de fermèture des moyens d'échappement varie afin de retenir dans cylindre une petite quantité de gaz d'échappement pour assurer une petite dilution de la nouvelle dose de-mélange de carburant et d'air aux régimes à charge légère du moteur, une plus grande quantité de gaz d'échappement afin de produire une plus grande dilution de la nouvelle dose de mélange de carburant et d'air aux régimes à plus forte charge du moteur et une troisième quantité de gaz d'échappement qui peat être plus petite que, sensiblement égale à, ou supérieure à, ladite quantité afin d'assurer une réduction de la dilution de la nouvelle dose de mélange de carburant et d'air quand le régime du moteur approche- de la charge maximale. 4.- Procédé selon l'une quelconque des revendicationsprécédentes, caractérisé en ce que l'on fait varier l'ins-tant de- fermeture des. moyens d'échappement en réglant la relation des phases entre le -vilebrequin du moteur et un dispositif de commande des moyens d'échappement, tel qu'un arb.re à came. 5.- Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que l-'on règle la relation de phases entre le vilebrequin du moteur et les moyens d'actionnement des moyens d'admission en même temps et dans la même mesure que l'on règle la relation de phase entre le vilebrequin et le dispositif de commande des moyens d'échappement. 6.- Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, carac- terisé en ce que l'on ouvre les moyens d'admission à un instant déterminé-.avant la fermeture des moyens-d'échappetent afin de produire, une période de chevauchement des moyens d'admission et d'échappementj période ayant une-longueur déterminée, et on règle l'instant d-'ouverture des-moyens d'admission das la même direction et dans la même mesure que l'instant de fermeture des moyens d'échappement de façon à maintenir un chevauchement constant. 7.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'on ouvre les moyens d'admission à un instant déterminé avant la fermeture des moyens d'échappement pour produire une période de chevauchement des moyens d'admission eyd'échappement, période ayant une longueur déterminée, et on modifie la durée de cette période de chevauchement quand on fait varier l'instant de fermeture des moyens d'échappement. 8.- Procédé pour diminuer la quantité des substances indésirables émises par un moteur à combustion interne ayant un piston, un cylindre > un vilebrequin, des moyens d'admission et des moyens d'échappement, caractérisé en ce que l'on ferme les moyens d'échappement du cylindre du moteur à un instant déterminé avant que le piston se soit éloigné de sa position de point mort haut pendant sa course d'admission de carburant suffisamment pour que la pression des gaz à la tette du piston soit égale à la pression régnant dans le collecteur d'échappement, emprisonnant ainsi dans le cylindre un volume déterminé de gaz d'échappement ayant une concentration relativement élevée en combustible incomplètement brûlé provenant de l'étape d'allumage précédente, tandis qu'on ouvre les moyens d'admission du cylindre avant que les moyens d'échappement soient fermés afin de fournir une nouvelle dose d'un mélange de carburant non brillé et d'air au cylindre > de sorte que les gaz retenus et la nouvelle dose se mélangent, ce qui fait que le carburant incomplètement brillé des gaz emprisonnés est soumis à une nouvelle combustion et que la nouvelle dose de mélange est diluée, de sorte que la température de pointe du cycle est diminuée pendant l'allumage suivant, réduisant ainsi la formation des oxydes d'azote. 9.- Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'on ferme les moyens d'échappement à une période déterminée avant que le piston atteigne sa position de point mort haut dans le cylindre. 10.- Appareil pour diminuer la quantité des substances polluantes indésirables émises par un moteur à combustion interne ayant un cylindre > un piston, un vilebrequin, des moyens d'admission et des moyens d'échappement, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour fermer les moyens d'échappement du cylindre à un instant déterminé avant que le piston se soit éloigné suffisamment de sa position de point mort haut, pendant sa course d'admission de carburant, pour que la pression des gaz à la tête du piston soit égale à la pression régnant dans le collecteur d'échappement, de manière à emprisonner dans ce cylindre un volume déterminéde gaz d'échappement ayant une concentration relativement élevée en agents de pollution nocifs provenant de l'étape d'allumage précédente, des moyens pour ouvrir les moyens d'admission en synchro nisme avec la fermeture des moyens d'échappement afin de fournir une nouvelle dose d'un mélange de carburant non brûlé et d'air au cylindre, de sorte que les gaz retenus et la nouvelle dose se mélangent, et des moyens pour allumer ce mélange. 11.- Dispositif de commande pour un moteur à combustion interne ayant un vilebrequin, des cylindres dans lesquels un piston se déplace alternativement, des moyens d'admission et d'échappement pour les cylindres et des moyens pour actionner les moyens d'admission et d'échappement, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de réglage pour régler le rapport des phases entre le vilbrequin et lesdits moyens d'actionnement, des moyens de commande qui actionnent les moyens de réglage en fonction des conditions de fonctionnement du moteur afin de régler l'instant auquel les moyens d'échappement se ferment par rapport à la position de point mort haut des pistons en vue d'emprisonner un volume réglable de gaz d'échappement dans les cylindres. 12.- Dispositif de commande sion la revendication 11, caractérisé en ce que les moyens d'actionnement comprennent des éléments de temporisation d'admission et des éléments de temporisation d'éehappement, les moyens de réglage étant couplés à ces deux éléments de temporisation pour effectuer un réglage simultané du rapport des phases entre ceux-ci et le vilebrequin. 13.- Dispositif de commande slon la revendication 11, caractérisé en ce que les moyens de synchronisation comprennent un élément de temporisation d'admission et un élément de temporisation d'échappement et en ce que les moyens de réglage sont couplés à l'un de ces deux éléments de temporisation pour régler la relation de phases entre eux et le vilebrequin.