Brevet FR2469560A1 — publié le 19810522

Dispositif de commande de la soupape de régulation des gaz déchaupement sur moteur suralimenté La présente invention, due à la collaboration de Monsieur COURTOIS Jean-Paul, a pour objet un dispositif de commande de la soupape de régulation des gaz d'échappement sur moteur sur alimenté, On sait que si l'on désire obtenir de bons rendements d'un turbocompresseur, il est nécessaire de placer celui-ci relativement prés du moteur. di l'on envisage une adaptation de ce xype de moteur dans une version conforme aux normes en vigueur aux USÀ, c'est-à-dire fortement dépolluée, on risque d'être gêné dans l'implantation d'une sonde à oxygène.En effet, cet organe destiné à mesurer la teneur en oxygène des gaz d'échappement ne peut pas résister à des températures élevées (supérieures à 9000C environ), mais doit être placé suffisamment prés du moteur pour avoir une montée en température très rapide (inférieure à quelques dizaines de secondes) afin de ne pas pénaliser les émissions de polluants durant la phase froide du test antipollution en conformité avec les normes US. Si l'on conserve le montage conventionnel du turbocompresseur sur le moteur, on se heurte à une incompatibilité due à ces deux contraintes. En effet : - si l'on place la sonde à oxygène avant le turbocompresseur, on lui assure une mise en action thermique rapide mais, lors de fonctionnements à charges élevées du moteur, on dépasse les températures maximales admissibles ;; - si l'on place cette sonde après le turbocompresseur, on se garantit en températures maximales mais, par contre, on pénalise les émissions durant la phase froide èt l'on risque de ne plus pouvoir satisfaire les normes antipollution0 Afin de satisfaire la tenue thermique de la sonde, la Demanderesse préconise de monter cette dernière après le turbocompresseur et, afin d'assurer sa mise en action rapide, de réaliser une déviation du courant de gaz d'échappement ne traversant plus le turbocompresseur0 Four ce faire, on utilise la soupape de régulation de la pression des gaz d'échappement du turbocompresseur, dénommée communément "wastegate", cette dernière étant prévue pour limiter et réguler la pression maximale de suralimentation en déviant et bypassant de la turbine une partie des gaz d'échappement. L'invention vise plus précisément un dispositif de commande de la soupape ou clapet de régulation du débit des gaz dté- chappement sur moteur suralimenté équipé dtun circuit de dépollution, caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens agissant, dans le sens de 11 ouverture, sur cette soupape de régulation au démarrage du moteur, ce qui permet un échauffement donc une mise en action rapide de la sonde à oxygène du circuit de dépollution, montée en aval du turbocompresseur. Ces moyens dtactionnement de la soupape de régulation sont constitués avantageusement par une électrovanne à trois voies susceptible d'être pneumatiquement raccordée d'une part en dépression sur le collecteur d'admission, et d'autre part à l'un ou l'autre des deux compartiments délimités par la membrane de la capsule manométrique commandant le déplacement de la soupape. Cette électrovanne est en outre commandée électriquement par un thermocontact sensible à la température du moteur0 Dans une variante de réalisation, on a prévu entre l'électrovanne ou la thermovalve et celui des compartiments mis sous dépression au démarrage du moteur, un réservoir à vide associé un clapet de non-retour. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description non limitative suivante de deux formes de réalisation de dispositif de commande de la soupape de régulation, en référence au dessin annexé, dans lequel : - la figure t est une vue schématique partielle dun moteur X turbocompresseur, équipé d'unewastegate de type classique - la figure 2 est une vue schématique d'un moteur turbo compressé équipé d'une première forme de réalisation de dispositif de commande de wastegate selon l'invention g - la figure 3 est une vue schématique d'un moteur turbo compressé équipé d'une seconde forme de réalisation de dispositif de wastegate selon l'invention. Dans le cas d'une commande de type classique, est prévue une capsule manométrique C partagée en deux compartiments C1 et C2 par une membrane M rappelée par un ressort R et actionnant par tige T une soupape ou clapet S. Le compartiment C est relié en aval du compresseur A de façon b être soumis à une éventuelle surpression et à actionner le dispositif d'ouverture de la soupape S, limitant la pression d'alimentation en court-circuitant la turbine Bo Dans le cas d'une commande selon l'invention, afin de court circuiter la turbine B, en aval de laquelle est montée une sonde à oxygène H du circuit antipollution, lorsque le moteur est froid, la capsule C est connectée par ces compartiments C1 et C2 via les piquages 3 et 4 respectivement à une électrovanne E, elle-même connectée par un piquage 2 sur un piquage 1 en aval de la turbine, c"est-à-dire'en relation avec la pression de suralimentation. Cette électrovanne E est commandée électriquement par un thermocontact sensible å la température du moteur0 À froid le contact Th est ouvert, l'électrovanne n'est pas excitée, les piquages 2 et 4 sont en relation. Comme le moteur vient de démarrer (cycle antipollution), le piquage 1 est en dépression (collecteur d'admission), donc le compartiment C2, ce qui provoque l'ouverture de la wastegate * et l'on échauffe immédiatement la sonde à oxygène puisque l'on court-circuite la turbine. Lorsque le moteur est chaud, le contact Th est fermé, l'électrovanne excitée, les piquages 2 et 3 sont en relation et lton est alors ramené au fonctionnement de la wastegate de type classique représentée à la figure 1, Dans une variante de réalisation représentée à la figure 3, on a prévu de monter entre le compartiment C2 et le piquage 4 un réservoir à vide V associé à un clapet de non-retour N afin de maintenir le vide pendant un certain temps dans le compartiment C2 et prolonger d'autant la durée d'excitation-échauffement de la sonde à oxygène. Il est évident que l'invention n'est nullement limitée aux formes de réalisation décrites ci-dessus, en référence au des sin annexé, mais qu'elle englobe toutes les modifications et variantes issues du même principe de base. C'est ainsi que l'on peut modifier ce dispositif de commande en remplaçant le thermocontact + électrovanne par une thermovalve, en insérant des circuits de mise à l'air libre, en intégrant d'autres contacts électriques ou pneumatiques afin d'affiner le contrôle de la température de la sonde à oxygène et/ou de les combiner b des sécurités de fonctionnement de turbocompresseur. REVENDICATIONS 1, Dispositif de commande de la soupape ou clapet de régulation du débit des gaz d'échappement sur moteur suralimenté équipé d'un circuit de dépollution, caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens agissant, dans le sens de l'ouverture, sur cette soupape de régulation au démarrage du moteur, ce qui permet un échauffement donc une mise en action rapide de la sonde à oxygène du circuit de dépollution, montée en aval du turbocompresseur. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les moyens d'actionnement de la soupape de régulation sont constitués avantageusement par une électrovanne à trois voies susceptible d'être pneumatiquement raccordée d'une part en dépression sur le collecteur d'admission et d'autre part à l'un ou l'autré des deux compartiments délimités par la membrane de la capsule manométrique commandant le déplacement de la soupape. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que l'électrovanne est en outre commandée électriquement par un thermocontact sensible à la température du moteur. 4. Dispositif selon les revendications 2 et 3, caractérisé par le fait que l'électrovanne et le thermocontact sont remplacés par une thermovalve. 5. Dispositif selon la revendication 2 ou 4, caractérisé par le fait qu'entre l'électrovanne ou'la thermovalve et celui des compartiments mis sous dépression au démarrage du moteur est prévu un réservoir à vide associé à un clapet de non-retour.