Brevet FR2461102A1 — publié le 19810130

I La présente invention se rapporte à un dispositif pour éviter ou supprimer les détonations dans un moteur en abaissant la température des gaz de combustion par suite de l'introduction de gaz d'échappement ou d'eau, dans l'air d'admission. On sait qu'une détonation sévère et continue d'un moteur affecte de façon néfaste la longévité et autres caractéristiques de ce moteur. Il y a une correlation entre la présence de détonations et le réglage de l'allumage. En général, la présence de détonations augmente en avançant l'allumage. On connaît un dispositif o le réglage de l'allumage est retardé en réponse à une détonation importante dans un moteur afin d'éviter cette détonation. Cependant, dans un tel dispositif, la puissance de sortie du moteur est abaissée d'une quantité correspondant au degré de retard de l'allumage à partir de"l'avance minimum pour le meilleur couple", (MBT) et il y a également une augmenta- tion du prix du carburant. Quand on abaisse la température des gaz de combustion par le mélange de gaz d'échappement ou d'eau avec l'air d'admission, on peut supprimer les détonations. Mais dans cet agencement, les caractéristiques de détérioration de puissance de sortie du moteur et de prix du carburant 4cntplus faiblesqu'avec l'agencement ci-dessus o l'on retarde l'allumage. La présente invention a pour objet un dispositif o les caractéristiques de prix de carburant et/ou de puissance de sortie du moteurpeivnt être amélioréesen comparaison à un dispositif traditionnel en mélangeant un gaz d'échappe- ment, ou de l'eau, ou un autre fluide,à l'air d'admission quand il se produit une détonation sévère, tout en mainte- nant toujours le réglage de l'allumage à proximité de l'avance minimum pour le meilleur couple (MBT). L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci appa- rattront plus clairement au cours de la description explic4ive qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant plusieurs modes de réalisation de l'invention, et dans lesquels: - la figure 1 est un schéma simplifié montrant un premier mode de réalisation de la présente invention; - la figure 2 est également un schéma simplifié montrant un second mode de réalisation de la présente invention; et - la figure 3 en est un troisième mode de réalisation. La figure 1 est un premier mode de réalisation de l'invention, et elle ne montre que la partie essentielle du moteur et du dispositif. Sur la figure 1, le repère 1 désigne le bloc moteur, le repère 2 désigne un conduit d'admission, le repère 3 désigne un conduit d'échappement, le repère 4 désigne une soupape d'étranglement, et le repère 6 un moyen formant soupape de recirculation des gaz d'échappement. Une vanne électromagnétique à trois voies 7 est prévue. Dans des conditions non détonantes, cette vanne 7 met en communication un passage 8a débouchant en amont et à proximité de la soupape d'étranglement 4 avec un passage 8b débouchant dans une chambre 6a du moyen 6 formant soupape de recirculation des gaz d'échappement. La soupape 6 s'ouvre ou se ferme selon la dépression dans la chambre 6a comme dans un dispositif traditionnel. Par ailleurs, dans une condition détonante, la vanne électromagnétique à trois voies 7 sert à mettre le passage 8b en communication avec un passage 8c dont l'extrémité ouverte est reliée à un réservoir de dépression qui accumule la dépression à l'admission par un clapet de non retour 9 afin d'introduire la dépression dans la chambre 6a pour ouvrir ainsi de force le moyen formant soupape 6 afin d'introduire les gaz d'échappement vers l'air d'admission. Un capteur 11 de détonation, un circuit 12 de juge- 246 1102 ment de détonation, un multivibrateur monostable 13, et un circuit de fonctionnement 14 constituent untSystème de contrôle pour détecter une condition de détonation et pour commuter la vanne électromagnétique à trois voies 7. On sait qu'une composante de vibration, à une fréquence particulière augmente par rapport à la vibration du bloc moteur 11 quand il y a détonation. Pour détecter la présence de détonation, en utilisant ce phénomène, le capteur 11 convertit la composante de vibration à la fréquence particulière ci-dessus mentionnée en un signal électrique. Le circuit de jugement 12 détecte la variation relative du signal à la sortie du capteur 11, par exemple, le signal à la sortie du capteur 11 est comparé à la valeur moyenne de ce même signal et on effectue une évaluation de la détonation du moteur quand le nombre de valeursde crête du signal à la sortie du capteur 11, dépassant sa valeur moyenne, atteint ou dépasse un certain nombre standard par rapport à un angle prédéterminé du vilebrequin, et le circuit 12 produit une impulsion de détection de détonation. Lors de l'application de cette impulsion de détection de détonation, le circuit 14 sert à exciter et à commuter la vanne électromagnétique à trois voies 7 pour relier le passage 8c à la place du passage 8a, au passage 8b pendant une période minimum requise définie par le multivibrateur monostable 13, ouvrant ainsi le moyen formant soupape 6 pour mélanger les gaz d'échappement à l'air d'admission. On expliquera maintenant en plus de détails le fonctionnement du système. Quand une détonation se produit dans un moteur, la composante de vibration à la fréquence particulière ci-dessus mentionnée dans la vibration du bloc moteur augmente brusquement et le signal à la sortie du capteur 11 qui détecte les vibrations, augmente très rapidement en même temps. Le circuit de jugement 12 juge la condition de détonation et produit à sa sortie une impulsion de détection de détonation. En se basant sur cette impulsion de détection de détonation, le circuit 14 excite et commute la vanne électromagnétique à trois voies 7 pour relier le passage 8c (au lieu de 8a)au passage 8b pendant un temps défini par le multivibrateur monostable 13 Dans cette condition, une forte dépression est introduite dans la chambre 6a du moyen formant soupape 6 qui s'ouvre (ou son degré d'ouverture est accru) ainsi une grande quantité de gaz d'échappement, bien plus importante que pour une dépression normale, est introduite dans l'air d'admission. Par cette augmentation de la quantité de gaz d'échappement vers l'air d'admission, la température des gaz de combustion est relativement abaissée avec suppression- de la détonation. Quand on compare avec le système connu consistant à retarder l'allumage, la mise en pratique de la présente invention pour éviter la détonation en mélangeant les gaz d'échappement à l'air d'admission est avantageuse du point de vue puissance de sortie du moteur et prix de carburant. Selon la présente invention, le réglage de l'allumage peut toujours être maintenu à proximité de l'avance minimum pour le meilleur couple (MBT), ainsi cela permet d'améliorer la puissance de sorte et le prix de carburant en comparaison avec un système traditionnel. Dans le mode de réalisation de la figure 2 sont prévus un réservoir d'eau 15, un passage 8d, pour mettre ce réservoir d'eau 15 en communication avec le tuyau d'admission d'air 2 en aval de la soupape d'étranglement 4 et une vanne électromagnétique 7' pour fermer ou ouvrir le passage 8d. Quand il y a détonation, la vanne électromagnétique 7' s'ouvre et l'eau passe par le passage 8d et l'orifice restreint 16 pour être mélangée à l'air d'admission. Ainsi, la température des gaz de combustion est abaissée et la détonation est supprimée ou terminée. Les autres composants sont les mêmes que ceux de la figure 1 et désignés par les mêmes repères, mais leur explication détaillée est omise. Ce mode de réalisa- tion produit le même effet que celui de la figure 1. Le même effet peut être obtenu en introduisant de l'alcool butyrique tertiaire, de l'alcool méthyl-tert- butylique, du gas-oil, de l'alcool éthylique et autres à la place de l'eau. La figure 3 montre le troisième mode de réalisation de la présente invention sous une forme simplifiée. Dans ce mode de réalisation, un passage de by-pass 17 est relié au conduit d'échappement 3 et une partie des gaz d'échappement est introduite dans un condenseur 19 refroidi par des ailettes de refroidissement 18 pour extraire la composante d'humidité des gaz d'échappement, par condensation. Cette eau est introduite dans l'air d'admission par le passage 8d et d'autres composants indentiques à ceux de la figure 1. Avec ce mode de réalisation, on évite la difficulté de maintenir un réservoir d'eau pour amener l'eau à l'air d'admission. Des composants semblables à ceux de la figure 1 sont désignés par les mêmes repères, et ce mode de réalisation permet d'obtenir les mêmes effets que celui de la figure 2. Comme on l'a expliqué dans ce qui précède, selon la présente invention, la présence de détonation est supprimée en mélangeant des gaz d'échappement, ou de l'eau, ou autresfluides appropriés, à l'air d'admission et en abaissant la température de combustion afin que l'allumage puisse être maintenu à proximité de l'angle minimum pour le meilleur couple, ce qui améliore fortement les caractéristiques en comparaison avec un dispositif traditionnel utilisant le principe du retard de l'allumage. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits, ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en ouvre dans le cadre de la protection comme revendiquée. R E V E N D IC AT I 0 N S 1. Dispositif pour éviter ou supprimer les détona- tions caractérisé en ce qu'il comprend un moyen (11) pour détecter la présence d'une détonation en se basant sur la vibration résultant d'un moteur et un moyen (7) pour introduire un fluide vers l'air d'admission afin d'abaisser la température des gaz de combustion lors de la présence d'une détonation en réponse au signal détecté à la sortie dudit moyen de détection. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen d'introduction précité introduit des gaz d'échappement, de l'eau,de l'alcool butylique tertiaire, de l'alool méthyl-tert-butylique, du gasoil ou de l'alcool éthylique. 3. Dispcetif selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le moyen d'introduction précité comprend une vanne électromagnétique (7) ayant un moyen de contrôle (11, 12, 13) comprenant un capteur de détonation (11) monté sur le moteur, un circuit de jugement de détonation (12) et un multivibrateur monostable (13). 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que la vanne électromagnétique (7) précitée contrôle l'écoulement des gaz d'échappement vers le passage d'admission d'air dans le moteur en un point situé en aval de la soupape d'étranglement (4), au moyen d'une soupape à dépression (6). 5. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que la vanne électromagnétique (7') règle l'écoulement d'eau d'un réservoir (15) dans le passage d'admission de l'air (2) du moteur en un point situé en aval de la soupape d'étranglement (4). 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le réservoir précité se compose d'un condenseur (18, 19), qui extrait la teneur en eau d'une partie des gaz d'échappement.