Brevet FR2472086A1 — publié le 19810626

La présente invention se rapporte à des perfectionne- ments à un moteur à combustion interne du type divisé pouvant fonctionner sur moins de tous ses cylindres quand la charge du moteur est en dessous d'une valeur donnée. Il est souhaitable et l'on sait augmenter l'efficacité d'un moteur à combustion interne à plusieurs cylindres en réduisant le nombre des cylindres sur lesquels le moteur fonctionne dans des conditions prédéterminées de fonctionnement de ce moteur, en particulier dans des conditions de faible charge du moteur. Des systèmes de contrôle ont déjà été proposés, qui inhibent un certain nombre de cylindres dans un moteur à combustion interne à plusieurs cylindres, en supprimant l'alimentation en carburant vers certains cylindres ou en empêchant le fonctionnement des soupapes d' admission et d'échappement de cylindres choisis. Dans desconditions données de charge du moteur, l'inhibition de certains des cylindres du moteur augmente la charge sur ceux qui restent en fonctionnement et, par suite, il y a augmentation de l'efficacité de conversion d'énergie. En comparaison avec les moteurs à combustion interne normaux fonctionnant sur tous les cylindres sur toute la gamme des conditions de charge du moteur, une combustion stable esttre's essentielle pour des moteurs à combustion interne du type divisé, pouvant fonctionner sur moins de tous les cylindres dans des conditions de faible charge du moteur. Il est de pratique courante, dans le domaine des moteurs à combustion interne du type divisé, que le nombre de cylindres inhibés dans des conditions de faible charge du moteur soit égal au nombre de cylindres restant en fonctionnement sur toute la gamme de anditions de charge du moteur. Par exemple, des moteurs à combustion interne du type divisé à six cylindres ont été conçus pour avoir trois cylindres inhibés dans des conditions de faible charge du moteur. Il est souhaitable de concevoir les cylindres maintenus actifs sur toute la gamme des conditions de charge du moteur pour assurer un fonctionnement stable dans des conditions de vitesse lente et de charge légère et des cylindres inhibés dans des conditions de faible charge pour obtenir une puissance suffisante de sortie aux conditions de vitesse rapide et de forte charge. La présente invention concerne un moteur à combustion interne du type divisé perfectionné, pouvant assurer un fontionnement stable dans des conditions de faible charge et permettant d'obtenir une puissance suffisante de sortie dans des conditions de forte charge. Selon l'invention, on prévoit un moteur à combustion interne qui comprend des première et seconde unités de cylindres, chacune ayant au moins un cylindre,-des premier moyens formant soupapesd'admission et d'échappement associés à la première unité, des second moyens formant soupapes d'admission et d'échappement associés à la seconde unité, et un moyen pour inhiber la seconde unité quand la charge du moteur est en dessous d'une valeur prédéterminée. Un premier moyen de commande de soupapes est prévu pour commander le premier moyen formant soupapesd'admission et d'échappement avec un première quantité de recouvrement de soupapes.Un second moyen de commande de soupapescommande le second moyen formant soupapesd'admission et d'échappement avec une seconde quantité de recouvrement relativement plus importante que la première. La première quantité de recouvrement peut être de l'ordre de - 10 à + 20 - et de préférqnce de 0 à 100. La seconde quantité peut être de l'ordre de 20 à 800 de préférence de l'ordre-de 30 à 400 L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention, et dans lesquels 2472à86 - la figure 1 est une vue en coupe schématique montrant un mode de réalisation d'un moteur à combustion interne du type divisé construit selon la présente inven- tion; - la figure 2 est une vue en perspective schématique montrant une partie importante du moteur. à combustion interne de la figure 1; - la figure 3 est un graphique montrant le recouvre- ment entre les soupapes d'admission et d'échappement associées à la première unité de cylindres, l'angle de rotation du vilebrequin étant indiqué en abscisses (PMH= point mort haut), et la levée de soupape étant indiquée en ordonnées; et - la figure 4 est graphique montrant le recouvrement entre les soupapes d'admission et d'échappement associées à la seconde unité de cylindres. En se référant maintenant à la figure 1, on peut y voir un mode de réalisation d'un moteur à combustion interne du type divisé, selon la présente invention. Le moteur comprend un bloc moteur 10 qui contient une première unité de cylindres illustrée comme comprenant trois cylindres A, B et C qui sont toujours actifs, et une seconde unité de cylindres illustr(e comme comprenant trois cylindres D, E, et F inactifs quand la charge du moteur est en dessous d'une valeur prédéterminée. De l'air est amené au moteurpar un passage d'induction 12 pourvu d'une soupape d'étranglement 14 reliée motrice à la pédale d'accélérateur (non représentée)pour contrôler l'écoulement d'air dans le moteur. Le passage d'induction 12 est relié en aval de la soupape d'étranglement 14, à un collecteur d'admission 16 qui présente des premier et second passages séparés d'admission 16a et 16b. Le premier passage la conduit à la première unité de cylindreset le second passage 16b conduit à la seconde unité. Le second -; assage 1L:- est pourvu, à son entrée, d'un clapet d'arrêt lb, iouvant 7o fermer afin de bloquer l'écoulement d'air frais vers la seconde unité de cylindresdans des conditions de faible charge. Le repère 20 désigne un collecteur d'échappement ayant des premier et second passages séparés d'échappement 20a et 20b. Le premier passage 20a conduit de la première unité de cylindreset le second passage 20b conduit de la seconde unité de cylindres.Le collecteur d'échappement est relié, à son extrémité située en aval, à une gaine d'échappement 22 pourvue d'un capteur 24 des gaz d'échappement. Le capteur 24 peut avoir la forme d'un capteur d'oxygène qui surveille la teneur en oxygène dans les gaz d'échappement,etprodit un signal de contreréaction indiquant le rapport air/carburant auquel fonctionne le moteur. Le signal de contre-réaction est appliqué par le capteur 24 à un circuit de contrôle 26 qui contrôle ainsi le fonctionnement des soupapes d'injection de carburant a à f pour les cylindres respectifs A à F. afin d'assurer que le carburant fourni au moteur sera correct pour maintenir un rapport air/carburant optimal souhaité. Le circuit 26 a pour fonction supplémentaire de fermer les soupapes d'injection d, e et f afin d'interrompre l'alimentation en carburant vers les cylindres associés D, E et F dans des conditions de faible charge. Un purificateur 28 des gaz d'échappement est prévu dans la gaine d'échappement 22, en aval du capteur 24. Le purificateur 28 peut avoir la forme d'un convertis- seur catalytique à trois voies qui effectue l'oxydation de HC et CO et la réduction de NOx afin de diminuer l'émission d'agents RaJuants par la gaine d'échappement 22. Le convertisseur catalytique présente sa performance maximum au dessus d'une certaine température. Etant donné cela, il est préférable de maintenir le conver- tisseur catalytique à une température élevée. Un passage 30 de recirculation des gaz d'échappement est prévu, dont une extrémité débouche dans le second passage d'échappement 20b et dont l'autre extrémité débouche dans le second passage d'admission 16b. Le passage 30 contient une soupape 32 de recirculation des gaz d'échappement qui s'ouvre pour permettre la recirculation des gaz d'échappement du second passage d'échappement 20b au second passaged'admission 16b afin De diminuer les pertes par pompage dans la seconde unité de cy'indres comp enant les cylindres D, E et F pendant LtnJ mode divisé du moteur o celuici ne fonctionne que 1ó sur la premiere unité de cylindres comprenant les cylindres A, B et C. La soupape de recirculation 32 se ferme pour empêcher une recirculation des gaz d'échappe- ment pendant un mode du moteur sur tous les cylindres, alors qu'il fonctionne sur tous les cylindres A à F. La soupape 32 est entraînée par un moyen pneumatique de mise en action 34 qui contient une membrane étendue dans un boitier pour définir deux chambres sur les cotés opposés de cette membrane, et une tige de manoeuvre dont une extrémité est fixée centralement à la membrane et dont l'autre extrémité est reliée de façon motrice à la soupape 32. La chambre de travail 34a est reliée à la sor- tie d'une vanne à solenoide à trois voies 36 qui a une entrée communiquant avec l'air atmosphérique et une entrée de dépression reliée au second passage d'admission 16b. La vanne à solenoid 36 est normalement en une position permettant la communication de la pression atmosphérique avec la chambre de travail 34a du moyen de mise en action afin de fermer la soupape de recirculation 32. Pendant un mode à cylindrs diviss.la vanne à solénodie36 reçoit 0 un signal de contrôle ou de commande du circuit 26 et passe à une autre position pour introduire une dépression vers la chambre de travail 34a ouvrant ainsi la soupape de recirculation 32. Comme on peut le voir sous forme schématique sur la figure 2, le moteur présente différentsmoyers40 et 42 de manoeuvre de soupapespour manoeuvrer les soupapes d'admission et d'échappement associées aux première et seconde unités de cylindres, avec des quantités différentes de recouvrement des soupapes. Le premier moyen de manoeuvre est adapté à manoeuvrer les soupapes d'admission et d'échappement pour les cylindres A, B et C incorporés dans la première unité, à un recouvrement relativement faible ou recouvrement nul, comme cela est illustré sur la figure 3 pour assurer qu'une combustion stable pourra être effectuée dans les cylindres A, B et C dans des conditions de faible charge. Sur la figure 3, la courbe X1 représente les variations de levée de la soupape d'échappement par rapport à l'angle de rotation du vilebrequin et la courbe Yl représente les variations de levée de la soupape d'admission par rapport à l'angle de rotation du vilebrequin. La première quantité de recouvrement des soupapes peut être de l'ordre de -10 à + 200 et de préférence de 0 à 100. Le second moyen de manoeuvre 42 est adapté à manoeuvrer les soupapes d'admission et d'échappement pour les cylindres D, E et F compris dans la seconde unité, avec un recouvrement relativement important des soupapes, comme cela est illustré sur la figure 4, pour assurer qu'une puissance de sortie suffisante pourra être obtenue dans des conditions de forte charge. Sur la figure 4, la courbe X2 représente les variations de levée de la soupape d'échappement par rapport à l'angle de rotation du vilebrequin et la courbe Y2 représente les variations de levée de la soupape d'admission par rapport à l'angle de rotation du vilebrequin. La quantité de recouvrement des soupapes peut être ajustée par le choix de la configu- ration des cames associées aux cylindres respectifs A à F. La seconde quantité de recouvrement des soupapes peut être de l'ordre de 20 à 80 et de préférence de l'ordre de à 400. Avec un tel moteur à combustion interne construit selon l'invention, on obtient une combustion très stable avec très peu de gaz non brûlés dans les cylindres pendant un fonctionnement divisé o le moteur ne fonctionne que sur les cylindres A, B et C conçus pour avoir un recouvrement 24720 5 relativement faible des soupapes, et une puissance suffisante de sortie est obtenue pendant un mode sur tous les cylindres o le moteur fonctionne sur les cylindres A, B et C et également sur les cylindres D, E et F conçus pour avoir un recouvrement relativement important des soupapes afin d'améliorer l'efficacité d'évacuation. Tandis que la présente invention a été décrite en se référant à un moteur à combustion interne à six cylindres, on notera que le moteur particulier illustré ne l'est qu'à titre d'exemple et que la structure de l'invention peut facilement s'appliquer à toute structure de moteur divisé y compris des moteurs du type en V. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui n'a été donné 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 oeuvre dans le cadre dc la protection comme revendiquée. R E V E N D I C A T I 0 NS 1. Moteur à combustion interne du type comprenant des première et seconde unités de cylindres, chacune ayant au moins un cylindre, un premier moyen formant soupapes d'admission et d'échappement associé à ladite première unité, un second moyen formant soupapes d'admission et d'échappement associé à ladite seconde unité, et un moyen pour inhiber ladite seconde unité quand la charge du moteur est en dessous d'une valeur prédéterminée, caractérisé en ce qu'il comprend: - un premier moyen de manoeuvre de soupapes(40) pour manoeuvrer ledit premier moyen formant soupapes d'admission et d'échappement avec un première quantité de recouvrement; et - un second moyen de manoeuvre de soupapes (42) pour manoeuvrer ledit second moyen formant soupapesd'admission et d'échappement avec une seconde quantité de recouvrement relativement plus importante que la première. 2. Moteur selon la revendication 1 caractérisé en ce que la première quantité de recouvrement précitée est de l'ordre de - 10 à +20 . 3. Moteur selon la revendication 1 caractérisé en ce que la seconde quantité de recouvrement précitée est de l'ordre de 20 à environ 80 .