Brevet FR2420659A1 — publié le 19791019

La présente invention dûe à la collaboration de Monsieur Jean-Claude CARNUS concerne un dispositif permettant de faire varier la proportion de gaz d'échappement recyclés dans un moteur diesel, en fonction des conditions d'utilisation de ce moteur. On sait que, pour réduire la proportion de constituants nocifs dans les gaz d'échappement d'un moteur diesel, notamment les oxydes d'azote, on peut renvoyer dans l'admission un certain pourcentage des gaz d'échappement. On sait également que le recyclage peut amener des perturbations dans le fonctionnement du moteur, lorsque ce dernier tourne bas régime, notamment au ralenti, et que le recyclage est à éviter à pleine charge pour ne pas risquer d'émettre de la fumée et pour bénéficier de la puissance maximale du moteur. C'est pourquoi on a déj proposé des dispositifs permettant d'éliminer le recyclage lorsque le moteur tourne au ralenti ou lorsqu'il est utilisé sous forte charge. Enfin, on sait qu'il est souhaitable d'avoir un recyclage plus important pour les tres faibles charges que pour les charges moyennes. Or, les dispositifs connus pour satisfaire à ces différents impératifs ne sont pas sans inconvénients. On connait, par exemple, des dispositifs assurant une variation continue de la quantité des gaz recyclés. Ces dispositifs sont en général complexes et sujets à des déréglages. On connait aussi des dispositifs dans lesquels au moins un volet de réglage est actionné directement à partir de la pédale d'accélération. Ces dispositifs présentent l'inconvénient d'augmenter l'effort à exercer sur la pédale. On connait également des dispositifs conçus pour interrompre le recyclage lorsque la pédale d'accélération est complètement ou presque complètement relevée. Ces dispositifs ne permettent pas d'éliminer le recyclage pour certaines plages de fonctionnement à faible régime et charge moyenne, ce qui risque de perturber le fonctionnement du moteur. L'invention a pour but de fournir un dispositif qui réponde aux différents critères ci-dessous - Elimination totale du recyclage des gaz pour les faibles régimes du moteur ou pour les fortes charges. Dans les plages où il y a recyclage, établissement de deux niveaux de recyclage en fonction de la position de la pédale d'accélération. Utilisation de moyens simples, excluant les dispositifs à variation continue, généralement complexes et sujets à des déréglages, pour n'utiliser que des dispositifs de réglage à deux positions. - Absence de réaction sur la pédale d'accélérateur. L'invention s'applique à un moteur diesel comportant une conduite d'admission et une conduite d'échappement reliées par un conduit de liaison muni d'un organe d'obturation commandé en fonction des conditions d'utilisation du moteur. Elle est caractérisée en ce que le conduit de liaison aboutit dans la conduite d'admission en aval d'un organe d'étranglement pouvant prendre deux positions d'étranglement dans la dite conduite d'admission, en fonction de la position de la pédale d'accélération du moteur. Suivant une autre caractéristique, l'organe d'obturation est un obturateur à tout ou rien maintenu ouvert lorsque le régime du moteur est supérieur à un niveau donné et lorsque la course(ou l'angle)d'enfoncement de la pédale d'accélération est inférieure à une valeur donnée. Le détecteur du régime moteur est constitué, ainsi qu' il est connu, par un capteur magnétique associé à un organe tournant du moteur, tel que le volant de démarrage. La détection de la position de la pédale d'accélération est assurée par des capteurs magnétiques ou des interrupteurs électriques coopérant avec un organe relié au levier d'accélération de la pompe d'injection du moteur, levier lui-même relié à la pédale d'accélération. Un exemple de réalisation fait l'objet de la description qui suit, en référence aux dessins joints dans lesquels - la Fig.l est une vue schématique d'un moteur équipé suivant l'invention; - la Fig.2 est un diagramme donnant la valeur de la charge en fonction du régime du moteur, pour différentes positions de la pédale d'accélération. On a représenté, sur la Fig.l, un moteur diesel 1, avec sa conduite d'admission 2, sa conduite d'échappement 3 et sa pompe d'injection 4. Les conduites d'échappement 3 et d'admission 2 sont reliées entre elles par un conduit de liaison 5 sur le parcours duquel est interposé un obturateur 6. Le conduit 5 aboutit dans la conduite d'admission 2 en aval d'un papillon d'étranglement 7. L'obturateur 6 est relié à une membrane 8 d'une capsule à dépression 9 dont la chambre de travail 10 communique avec une électro-vanne à trois voies 11 actionnée par un électro-aimant 12. Un ressort 13 repousse la membrane 8 pour qu'en l'absence de dépression dans la chambre 10 l'obturateur 6 soit fermé. La capsule à dépression 9,l'électro-vanne 11 et l'électro-aimant 12 constituent le dispositif d'actionnement de l'obturateur 6. Lorsque l'électro-aimant 12 n'est pas excité, l'électrovanne 11 relie la chambre 10 à l'atmosphère. Lorsque l'électroaimant 12 est excité, l'électro-vanne 11 relie la chambre 10 à une pompe vide 14, par l'intermédiaire d'une tuyauterie 15 et d'une réserve de vide 16. La pompe 14 est entrainée par le moteur diesel 1. Le papillon 7 est relié à une membrane 17 d'une capsule a dépression 18 dont la chambre de travail 19 communique avec une électro-vanne 20 actionnée par un électro-aimant 21. Un ressort 22 repousse la membrane 17 pour qu'en l'absence de dépression dans la chambre 19 le papillon 7 soit grand ouvert. La capsule à dépression 18, l'électro-vanne 20 et l'électro-aimant 21 constituent le dispositif d'actionnement du papillon 7. Lorsque I'électro-aimant.ll n'est pas excité, l'électro-vanne 20 relie la chambre 19 à l'atmosphère. Lorsque l'électroaimant 21 est excité, liélectro-vanne 20 relie la chambre 19 à la pompe à vide 14. Dans ce cas, le papillon 7 est partiellement fermé. La pompe d'injection 4 comporte un levier d'accélération 23 relié à une pédale d'accélération 24. Le levier 23 est associé à deux secteurs 25, 26 qui coopèrent, respectivement, avec des détecteurs de proximité 27, 28 (les secteurs 25, 26 pourraient être distincts du levier d'accélération 24 mais entrainés en même temps que lui). Les secteurs 25, 26 et les détecteurs de proximité 27, 28 qui leur sont associés constituent des dispositifs de détermination de la position de la pédale 24. Le secteur 25 se trouve face au détecteur 27 lorsque la pédale 24 dépasse une position d'enfoncement ot 1;le secteur 26 se trouve face au détecteur 28 lorsque la pédale 24 dépasse une position d'enfoncement 0 Le convertisseur 31 envoie un signal à la porte 30 lorsque la vitesse de rotation du moteur dépasse un certain seuil No de, par exemple, 1 500 t/mn. Le signal sortant de la porte 30 est envoyé sur un amplificateur de puissance 34, et de là, sur l'électro-aimant 21. L'amplificateur de mise en forme 29, la porte ET 30 et l'amplificateur de puissance 34 constituent des moyens d'excitation de l'électro-aimant 21. Le détecteur 28 émet un signal tant qu'il n'est pas en face du secteur 26. Ce signal est envoyé à un amplificateur de mise en forme 35, puis à une première entrée d'une porte ET 36 dont une seconde entrée est reliée à la sortie du convertisseur 31. Le signal sortant de la porte 36 est envoyé sur un amplificateur de puissance 37, et de la, sur l'électro-aimant 12. L'amplificateur de mise en forme 35, la porte ET 36 et l'amplificateur de puissance 37 constituent des moyens d'excita tion de l'électro-aimant 12. Le diagramme de la Fig.2 donne les courbes représentatives de la charge du moteur en fonction de son régime pour les positions oK 1 et e( 2 de la pédale d'accélération 24 et pour une position 0t 3 correspondant, pour les régimes d'utilisation courante du moteur, à la pleine charge. Pour ces memes régimes, les positions cA 1 et cl 2 correspondent, respectivement a des valeurs C1 et C2 de la charge qui peuvent représenter, par exemple, 1/4 et 3/4 de la pleine charge. Le dispositif qui vient d'être décrit fonctionne comme suit L'électro-aimant 12 est excité lorsque, à la fois, le détecteur 28 et le convertisseur 31 émettent un signal, c'est-àdire lorsque l'enfoncement de la pédale 24 ne dépasse pas la position o( 2 et que le régime du moteur 1 est supérieur à N . Pour ces conditions de fonctionnement, qui correspondent à la zone claire du diagramme de la Fig.2, l'obturateur 6 est ouvert, il y a recyclage des gaz. Pour les autres conditions, il n'y a pas recyclage, soit parce que le régime du moteur est trop faible (le convertisseur 31 n'émet pas de signal), soit parce que la pédale est trop enfoncée, donc la charge trop forte (le détecteur 28 n'émet pas de signal). L'électro-aimant 21 est excité lorsque, à la fois, le détecteur 27 et le convertisseur 31 émettent un signal, c'est-àdire lorsque l'enfoncement de la pédale 24 ne dépasse pas la position oU 1 et que le régime du moteur est supérieur à N . Pour ces conditions de fonctionnement, qui correspondent aux faibles charges, le papillon 7 est partiellement fermé. I1 en résulte, en aval, une certaine dépression qui provoque un accroissement du débit de gaz à travers le conduit 5. Dans une variante de réalisation, les détecteurs de proximité 27 et 28 pourraient être remplacés par des interrupteurs électriques. REVENDtC?.TIONS 1 - Dispositif de recyclage des gaz d'échappement pour moteur diesel comportant une conduite d'admission et une conduite d'échappement reliées par un conduit de liaison muni d'un organe obturateur commandé en fonction des conditions d'utilisation du moteur, ledit conduit de liaison aboutissant dans la conduite d'admission en aval d'un organe d'étranglement, caractérisé en ce que ledit organe d'étranglement (7) peut prendre deux positions d'étranglement dans ladite conduite d'admission (2) en fonction de la position de la pédale d'accélération (24) du moteur 2 - Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe d'obturation ( 6) est un obturateur à tout ou rien maintenu ouvert lorsque le régime du moteur est supérieur à un niveau donné et lorsque la course ou l'angle d'enfoncement de la pédale d'accélération est inférieure à une valeur donnée. 3 - Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que ledit organe d'étranglement (7) est relié à un dispositif d'actionnement (14, 18, 20, 21) associé à des moyens (25, 27, 29, 30, 34) de commande en fonction de la position de la pédale d'accélération (24) du moteur. 4 - Dispositif suivant la revendication 3, caractérisé en ce que le dispositif d'actionnement de l'organe d'étranglement comprend une capsule à dépression (18) à membrane (17) reliée audit organe d'étranglement (7), la chambre de travail (19) de ladite capsule à dépression communiquant avec une électro-vanne (20) actionnée par un électro-aimant (21) connecté auxdits moyens de canarde (25,27,39,30,34), ladite électro-vanne reliant ladite chambre de travail (19), soit à l'atmosphère, soit à une pompe à vide (14), entrainée par le moteur (1), en fonction de l'état de l'électroaimant (21). 5 - Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que lesdits moyens de commande du dispositif d'actionnement de l'organe d'étranglement comprennent des moyens (25, 27) de détermination de la position de la pédale d'accélération (24) du moteur, des moyens tachrmétriques (32, 31) pour engendrer un signal électrique lorsque la vitesse de rotation du moteur atteint une valeur prédéterminée et des moyens (29, 30, 34) d'excitation de l'électro-aimant (21) connectés aux moyens (25, 27) de détermination de la position de la pédale et aux moyens tachymétriques (32,31). 6 - Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que l'obturateur ( 6) est relié à un dispositif d'actionnement (14, 9, 11, 12) associé à des moyens (26, 28, 35, 36, 37) de commande en fonction de la position de la pédale d'accéléra tion (24) du moteur. 7 - Dispositif suivant la revendication 6, caractérisé en ce que le dispositif d'actionnement de l'obturateur comprend une capsule à dépression (9) à membrane (8) reliée à l'obturateur (16), la chambre de travail (10) de ladite capsule à dépression communiquant avec une électro-vanne (11) actionnée par un électroaimant (12) connecté auxditsmoyens de commande (26,28,35,36,37), ladite électro-vanne reliant ladite chambre de travail (10) soit à l'atmosphère, soit à la pompe à vide (14) entrainée par le moteur (1),en fonction de l'état de l'électro-aimant (12). 8 - Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 6 et 7, caractérisé en ce que lesdits moyens de commande du dispositif d'actionnement de l'obturateur ( 6) comprennent des moyens (26, 28) de détermination de la position de la pédale d'accélération (24) du moteur, des moyens tachymétriques (32, 31) pour engendrer un signal électrique lorsque la vitesse de rotation du moteur atteint une valeur prédéterminée et des moyens (35, 36, 37) d'excitation de l'électro-aimant (12), connectés aux moyens (26, 28) de détermination de la position de la pédale (24) et aux moyens tachymétriques (32, 31). 9 - Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 5 et 8, caractérisé en ce que lesdits moyens (25, 27; 26, 28) de détermination de la position de la pédale d'accélération (24) comprennent respectivement un secteur (25; 26) associé à un levier d'accélération (23) reliant la pédale d'accélération (24) à la pompe d'injection (4) du moteur, chaque secteur (25; 26) coopérant avec un détecteur de proximité (27; 28) connecté à une entrée desdits moyens (29, 30;34 ss 35, 36, 37) d'excitation des électroaimants (12; 21) correspondants. 10 - Dispositif suivant la revendication 9, caractérisé en ce que lesdits secteurs (25; 26) font partie du levier d'accé lération (23) et sont décalés angulairement pour coopérer tour s tour avec les détecteurs de proximité (27; 28) au cours du déplacement de la pédale d'accélération (24). il - Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 5 et 8, caractérisé en ce que lesdits moyens tachymétriques comprennent un capteur magnétique (32) placé à proximité d'une couronne dentée (33) entrainée par le moteur (1) et connecté à un convertisseur fréquence-tension (31) connecté auxdits moyens d'excitation des électro-aimants (12; 21). 12 - Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 5 et 8, caractérisé en ce que lesdits moyens d'excitation des électro-aimants (21; 12).des dispositifs d'actionnement de l'organe d'étranglement (7) et de l'obturateur (6) comprennent chacun une porte ET (30; 36) dont une entrée est connectée par l'intermédiaire d'un amplificateur de mise en forme (29; 35) à la sortie du dispositif correspondant de déterminations de la position de la pédale d'accélération (24) et dont l'autre entrée est connectée a la sortie desdits moyens tachymétriques (31, 32), la sortie de la porte ET étant connectée à l'électro-aimant (21; 12) correspondant, par l'intermédiaire d'un amplificateur de puissance (34; 37).