Brevet FR2478199A1 — publié le 19810918

Méthode et dispositif our améliorer le temps de réponse on phase transitoire d'un moteur à combustion interne, suralimenté par turbocompresseur L'invention se rapporte à une méthode permettant d'améliorer le temps de réponse en phase transitoire d'un moteur à oombus- tion interne, suralimenté par au moins un turbocompresseur ac tionné par les gaz d'échappement, lorsque ee moteur est sollicité pour passer instantanément d'une faible charge (charge d'utilisation) b une forte charge (cas d1une accélération pleine charge par exemple)0 L'invention vise également un dispositif permettant la mise en oeuvre de la méthode en questions Un des principaux problèmes posés par l'adoption d'un turbo- compresseur alimenté par les gaz d'échappement sur un moteur B combustion interne réside dans le fait que, lorsque l'on sollicite ledit moteur aux fortes charges (ou forts débits), après un régime moteur suffisamment bas et une charge suffisamment faible pour que le turbocompresseur soit descendu au-dessous de son régime d'accrochage, il s'ensuit un temps de réponse de l'ensemble non négligeable avant que le moteur soit en mesure de délivrer son point de puissance maximale, correspondant B la m8me charge obtenue en régime stabilisé, ce temps de réponse correspondant à la remontée en régime du turbocompresseur jus qu2k son régime d'accrochage, puis au-delà. Un moyen oonnu de pallier cet inconvénient consiste 9 assister pneumatiquement le compresseur du turbocompresseur B l'aide d'une injection d'air sous pression faite au travers d'une ou plusieurs tuyères positionnées de façon appropriée dans le carter de compresseur. Cette injection d'air a pour conséquence d'accélérer la montée en régime du compresseur, donc de réduire en conséquence le temps de réponse du moteur thermique sur alimenté.Mais cette solution pressente l'inconvénient de fournir un rendement énergétique médiocre, compte tenu de la difficulte posée par l'adaptation du triangle des vitesses sur les aubages du compresseur, La présente invention vise è obvier aux inconvénients précités grace à une méthode originale, selon laquelle, au moment de la sollicitation précédemment évoquée, on injecte dans les gaz d'échappement du moteur en amont du ou des turbocompresseurs, par exemple au niveau de la culasse, ou sur le carter de turbine, un agent comburant. Cet agent comburant est & antageuse- ment de l'air sous pression. Une autre méthode consiste B mélanger, au préalable ou l'in situ", du carburant, par exemple de 11 essence, au comburant injecté.Une autre méthode consiste k injecter séparément ce carburant en amont de la turbine, de façon synchrone avec l'injection d'air sous pression. Une antre méthode peut consister B déclencher un enrichissement momentané approprié du mélange carburé admis dans les cylindres du moteur B combustion interne, au travers des conduits d'admission du moteur. L'invention vise également un dispositif pour la mise en oeuvre de cette méthode, comportant des moyens d'injeetioq de comburant, par exemple de l'air sous pression, en amont de la ou des turbines du ou des turbocompresseurs, par exemple au niveau des conduits de gaz d'échappement ou des chapelles d'échappement de la culasse, et des moyens de commande de ces moyens d'injection, programmés defaçon B -ne permettre l'injection de comburant que pendant une pdriode déterminée en fonction de paramètres de fonctionnement du moteur. L'invention sera mieux comprise k la lecture de la description suivante d'une forme et d'un mode de réalisation non limitatifs, en réf érence au dessin annexé dont la figure unique est un schéma du dispositif permettant la mise en oeuvre de la méthode selon l'invention. La culasse 9 du moteur à combustion interne turbocompressé reçoit un collecteur d1échappement 2 équipé d'un ou de plusieurs tuyaux d'injection d'air 3. Sur le collecteur d'échap- pement 2 est fixé le turbocompresseur 1, dont la turbine reçoit le flux de gaz d'échappement. Ces tuyaux d'injection d'air 3 sont reliés B un réservoir 5. Ce réservoir est rempli sous une pression prédéterminée grSce k une pompe b air 8.Cette pompe à air peut Outre actionnée mécaniquement ou électriquement, ou par tout autre moyen approprié. Deux électrovannes sont dispo suées, l'une 6 entre le réservoir d'air sous pression 5 et le conduit d'injection 3, et l'autre 7 entre la pompe 8 et ledit réservoir 5. Ce dispositif fonctionne de la manière suivante s La pompe 8 met le réservoir d'air 5, de volume V, à la pression prédéterminée. Lorsque cette pression est atteinte, le pressos- tat 10 ferme l'électrovanne 7. L'électrovanne 6 ne peut s'ou vrir que lorsque les conditions préétablies de fonctionnement du moteur sont atteintes.Elle est en fait gouvernée par un bloc logique 12, pouvant incorporer par exemple les informations de l'angle d'ouverture du papillon e( et le regimbe moteur N. La durée d'ouverture de l'électrovanne 6 est réglée par une minuterie 11 associée au bloc logique 1Ze L'air sous pression est injecté ainsi au travers d'un clapet anti-retour 4, puis au travers des tuyaux 3, pour aboutir dans le collecteur d'échappement 2, en amont de la turbine 1. L'invention n'est nullement limitée au mode et B la forme de réalisation décrites ci-dessus, dont elle englobe toutes les modifications et variantes issues du mtme principe de base. C'est ainsi qu'à la place de la minuterie 11, on peut utiliser tout dispositif de temporisation ou de eomptage, par exemple un créneau d'ouverture donnant un temps d'ouverture constant de l'ordre d'environ 2 s. REVENDICATIONS 1. Méthode permettant d'améliorer le temps de réponse en phase transitoire d'un moteur k combustion interne, suralimenté par au moins un turbocompresseur alimenté par les gaz d'échappement lorsque ce moteur est sollicité pour passer instantanément d1une faible charge k une plus forte charge, caractérisée par le fait que lton injecte au moment de la reprise dans les gaz d'échappe- ment du moteur, en amont du ou des turbocompresseurs, par exemple au niveau des conduits du collecteur d'échappement ou des chapelles d'échappement de la culasse, un agent comburant. 2. Méthode selon la revendication 1, caractérisée par le fait que l'agent comburant est de l'air sous pression. 3e Méthode selon la revendication l ou 2, caractérisée par le fait que l'agent comburant est mélangé au préalable b un carbu- rant approprié. 4. ?4éthode selon selon la revendication 1, 2 ou3, caractérisée par le fait que l'agent comburant est injecté in situe de façon synchrone avec le carburant. 3. Méthode selon la revendication 1, caractérisée par le fait que l'on réalise un enrichissement momentané approprié du mélange carburé admis dans les cylindres du moteur k combustion interne. 6. Dispositif pour la mise en oeuvre de la méthode selon l'une des revendications 1 k 5, caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens d'injection de comburant par exemple de l'air sous pression, en amont de la ou des turbines du ou des compresseurs, par exemple au niveau des conduits de gaz d'échappement ou des chapelles d'échappement de la culasse, et des moyens de commande de ces moyens d'injection, programmés de façon B ne permettre l'injection de comburant que pendant une période déterminée en fonction de paramètres de fonctionnement du moteur. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé par le fait que les moyens d'injection sont constitués par un réservoir d'air sous pression (5) alimenté par une pompe (8) jusque une pression prédéterminée et relié au collecteur d'échappement (2) par un conduit appropri (3), sur lequel est monté un clapet de non-retour (4). 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé par le fait que le réservoir (5) est associé à un pressostat (10) destiné k gouverner l'ouverture d'une vanne (7) située entre le réservoir (5) et la pompe (8). 9. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé par le fait que les moyens de commande des moyens d'injection sont constitués par un bloc logique (12) associé k un dispositif de temporisation ou de'comptage, par exemple B une minuterie (11) ou un créneau d'ouverture donnant un temps d'ouverture constant, qui gouverne une électrovanne (6), montée entre le réservoir sous pression (5) et le conduit d'injection (3), en fonction des paramètres oC , angle d'ouverture du papillon du carburateur, et N, vites. de rotation du moteur.