Brevet FR2468753A1 — publié le 19810508

La Drésente invention concerne un dispositif d'alimentation en additif, notamment de l'eau, pour des moteurs à combustion interne du type à injection et à compression d'air. Dans des moteurs à fonctionnement rapide de ce type, on sait influencer la combustion pour éviter des temrératures ou des pressions de crête excessives. Ainsi on a proposé d'injecter directement à l'aide d'un dispositif d'alimentation, de l'eau dans la chambre de combustion en vue de refroidir localement le contenu du cylindre. L'invention a pour but d'obtenir, par comparai- son au domaine connu, une amélioration du déroulement de la combustion provoquant une forte diminution des oxy- des d'azote tout en empêchant simultanément la formation de calamine. Le Problème est résolu conformément à la pré- sente invention en ce que le dispositif d'alimentation est placé à l'admission du moteur à combustion interne du type à injection et à compression d'air et en ce qu'il est prévu un dispositif de dosage opérant en fonction de la charge et/ou de la vitesse de rotation et qui commande l'introduction de l'additif dans le dis- positif d'alimentation. Du fait que l'additif, par exemple de l'eau, est introduit avant l'entrée dans la chambre de combus- tion, il peut bien se mélanger avec l'air aspiré et péné- trer dans la chambre de combustion déjà sous la forme d'un mélange airadditif, ce qui influence favorablement, en ce qui concerne la réduction de l'émission des oxy- des d'azote, la combustion se produisant après l'injec- tion du carburant. La réduction des oxydes d'azote est encore aidée Dar le fait que, pour chaque point de fonc- tionnement de la caractéristique du moteur, une quantité optimale d'additif est mélangée dans une condition fine- ment pulvérisé à l'air aspiré. Suivant un mode de réalisation de l'invention, le dispositif d'alimentation en additif, agissant à la façon d'un carburateur, introduit la quantité d'additif en fonction de la dépression régnant à l'admission du moteur. L'appareil de commande électrique intercalé dans le dispositif de dosage nécessite ainsi comme seul paramètre d'entrée un signal de charge alors que, dans un autre mode de réalisation de l'invention, il est nécessaire de faire intervenir deux paramètres d'en- trée, à savoir le*signal de charge et un signal repré- sentant la vitesse de rotation car, pour l'introduction de l'additif, il est prévu comme dispositif d'alimen- tation une buse d'injection ou une buse de pulvérisation. L'invention va être décrite ci-dessous plus en détail, à l'aide de deux exemples d'exécution illus- trés par les dessins: la figure 1 représente schématiquement un pre- mier exemple de réalisation d'un dispositif d'alimen- tation en additif coopérant avec un moteur à combustion interne du type à injection et à compression d'air, la figure 2 représente à échelle agrandie le dispositif d'alimentation agencé à la façon d'un car- burateur et comportant une électrovalve, et la figure 3 représente schématiquement un se- cond exemple de réalisation d'un dispositif d'alimen- tation en additif coopérant avec un moteur à combustion interne du type à injection et à compression d'air. Selon la figure 1, il est prévu dans le tube d'admission 1 d'un moteur à combustion interne 2 du type à injection et à compression d'air un dispositif d'ali- mentation en additif 3 fonctionnant à la façon d'un carburateur et qui constitue un ensemble unitaire avec une valve électromagnétique 4 d'un dispositif de dosage 5. Le dispositif d'alimentation en additif 3 se compose, conformément à la figure 2, de différents élé- ments utilisés classiquement dans un carburateur, tels qu'un tube Venturi, un piston distributeur 6 pouvant coulisser longitudinalement et pourvu d'une aiguille de buse 7 s'engageant dans un corps de buse 8, et une chambre à flotteur 9. La chambre à flotteur 9 reçoit de l'eau provenant d'un réservoir 10 à savoir dans ce cas un réservoir d'eau, à l'aide d'une pompe d'alimentation 11. La position de l'aiguille 7 dans le corps de buse 8 commande le débit d'eau, qui est additionnellement dé- fini par la valve 4 placée à l'extrémité inférieure du corps de buse 8. En plus de la valve 4, le dispositif de dosage 5 comporte également un appareil électronique de com- mande 12 assurant simplement le traitement de signaux de charge pour établir un rapport de cadence et une résistance variable 13 agencée sous la forme d'un capteur de charge et qui est associée à une pédale d'ac- c'-Arateur 14 ou bien à une partie de tige, non repré- sentée, de la timonerie de commande de gaz ou bien à une partie de la timonerie de régulateur de la-pompe d'injection. L'addition d'eau, en fonction de la charge et du débit d'air, dans l'air aspiré est réalisée dans cet exemple de la manière suivante: La résistance variable 13, pouvant être in- fluencée par la position instantanée de la pédale d'accé- lérateur 14, fournit à l'appareil électronique de com- mande 12 un signal de charge et cet appareil de commande produit à l'aide de ce signal de charge un rapport de cadence, qui correspond à un rapport ouverture/fermeture de l'électrovalve 4 par unité de temps, proportionnel à la course de recul de la pédale d'accélérateur 14. L'é- lectrovalve 4 sollicitée de cette manière laisse passer une quantité d'eau qui est fonction de la charge. On introduit dans l'air d'aspirationl'eau nécessaire pour chaque condition de marche du moteur, par le fait que finalement la quantité d'eau provenant du carburateur dé- pend additionnellement de la vitesse d'écoulement de l'air dans la buse à aiguille 7. En tenant compte des deux paramètres, à savoir la vitesse de rotation (vitesse de l'air) et la charge, on peut régler pour chaque point de fonctionnement de la caractéristique du moteur la quantité d'eau optimale et en outre, par l'introduction de l'eau dans le tube d'ad- mission, on assure jusqu'à l'entrée dans la chambre de com- bustion du moteur une bonne distribution et un bon mélan- ge de l'eau avec l'air aspiré. Conformément à la figure 3, le dispositif d'alimentation en eau 3 est agencé sous la forme d'une buse qui est également disposée dans le tuyau d'admis- - sion 1 du moteur 2 et qui coopère avec une électrovalve 4, sollicitée par l'appareil électronique de commande 12 également dans le sens de l'établissement d'un rapport variable entre les temps d'ouverture et de fermeture. Le signal de charge est capté par la résistance variable 13,. sensible à la position de la pédale d'accélérateur 14, tandis que le signal de vitesse de rotation est capté par exemple par un capteur à contact placé sur le vile- brequin 15. Le signal de charge et le signal de vitesse sont traités dans l'appareil électronique de commande 12. On obtient à la sortie de cet appareil un signal définis- sant un rapport variable entre les durées d'ouverture et de fermeture de la valve 4 par unité de temps, et par conséquent une quantité d'eau correspondant au point de fonctionnement de la caractéristique du moteur, cette quantité d'eau étant injectée dans le tuyau d'admission 1 par l'intermédiaire de la buse de pulvérisation de fa- çon à bien se mélanger à l'air aspiré dans cette zone. REVENDICATIONS 1 - Dispositif d'alimentation en additif, notamment de l'eau, dans un moteur à combustion interne du type à injection et à compression d'air, caractérisé en ce que ce dispositif d'alimentation (3) est placé à l'admission du moteur et en ce qu'il est prévu un dis- positif de dosage (5), opérant en fonction de la charge et/ou de la vitesse de rotation et qui commande l'in- troduction de l'additif dans ledit dispositif d'alimen- tation (3). 2 - Dispositif d'alimentation en additif, selon la revendication 1, caractérisé en ce que, pour la commande de l'introduction de l'additif dans ledit dispositif d'alimentation (3), il est prévu une valve élec- tromagnétique (4). 3 - Dispositif d'alimentation en additif, selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il est prévu en amont de 1'électrovalve (4) un appareil électronique de commande (12) qui convertit un signal représentant la charge et/ou la vitesse de rotation en un rapport de cadence (rapport entre la durée d'ouverture - et la dure de fermeture de l'électrovalve par unité de temps) pour l'électrovalve (4). 4 - Dispositif d'alimentation en additif se- lon l'une quelconque des revendications 1 à 3, ca- ractérisé en ce qu'il est prévu comme capteur de charge une résistance variable (13) qui réagit par exemple à la position instantanée d'une pédale d'accélérateur (14). - Dispositif d'alimentation en additif se- lon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caracté- risé en ce que ce dispositif d'alimentation (3) est agencé à la façon d'un carburateur et est pourvu à son entrée d'un piston (6) associé à une aiguille de buse (7) commandant le débit d'additif et qui dose la quantité d'additif introduite en fonction de la vitesse de l'air. 6 - Dispositif d'alimentation en additif selon l'une-quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que seulement la résistance électrique (13) fournit un signal à l'appareil de commande (12). 7 - Dispositif d'alimentation en additif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ce dispositif d'alimentation (3) est agencé sous la forme d'une buse d'injection. 8 - Dispositif d'alimentation en additif selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'électro- valve (4) associée à la buse (3) est sollicitée par l'apiareil de commande (12) qui traite aussi bien les signaux de charge que les signaux de vitesse de rotation.