Brevet FR2507686A1 — publié le 19821217

La présente invention concerne un procédé de commande de recyclage de gaz d'échappement, applicable en particulier à un moteur à combustion interne comportant des passages d'admission primaire et secondaire. On connait des moteurs à combustion interne qui comportent un passage d'admission primaire servant à assurer l'alimentation en mélange aircarburant dans une gamme complète de charges et un passage d'admission secondaire pour assurer l'alimentation d'un mélange air-carburant pour des charges élevées Le passage d'admission primaire a un diamètre suffisamment petit pour lui permettre d'être en service dans toute la gamme pratique de fonctionnement du moteur tandis que le passage d'admission secondaire à un diamètre plus grand et entre en service seulement lorsque le moteur est soumis à une accélération ou est autrement soumis à une charge supérieure On choisit un tel rapport élevé entre les sections des passages d'admission primaire et secondaire pour obtenir un fonctionnement plus efficace du moteur Cependant, pour des rapports élevés entre les sections des passages primaire et secondaire, une valve de recyclage de gaz d'échappement prévue pour le moteur ne peut pas être efficacement actionnée seulement par la dépression provenant du passage d'admission primaire par l'intermédiaire d'un orifice de transmission et en consé- quence on ne peut obtenir un degré suffisant de recyclage de gaz d'échappement qui soit proportionnel aux charges du moteur. Conformément à la présente invention, une valve de recyclage de gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne est commandée par les dépressions sollicitant respectivement les papillons primaire et secondaire qui sont respectivement placés dans les passages d'admission primaire et secondaire du moteur Le distributeur servant à produire des étincelles d'allumage est également commandé par les dépressions sollicitant les papillons primaire et secondaire pour assurer le minutage chronométrique de l'allumage Quand la valve de recyclage de gaz d'échappement 2 2507686 est commandée, un mécanisme favorisant le ralenti du moteur est relâché et immédiatement après de l'air est introduit, en provenance du passage d'admission secondaire, dans le passage d'admission primaire pour commander le rapport air-carburant dans celui-ci tandis qu'un mécanisme de retardement des étincelles d'allumage est relâché De la vapeur de carburant est introduite en provenance d'un boltiercollecteur de carburant dans le passage d'admission secondaire quand ce dernier entre en action. L'invention fournit un procédé de commande efficace du recyclage des gaz d'échappement, du minutage d'allumage et du rapport air-carburant lorsqu'un moteur à combustion interne fonctionne sous des charges faibles et moyennes, sans altération de la capacité de marche pendant que le moteur fonctionne à grande vitesse et sous forte charge, en vue d'obtenir un fonctionnement uniforme du moteur pour de faibles charges et également en vue de réduire les composants nocifs dans les gaz d'échappement et d'améliorer le rendement termique. D'autres avantages et caractéristiques de l'in- vention seront mis en évidence dans la suite de la descrip- tion, qui décrit un exemple donné à titre non limitatif, en référence au dessin unique annexé qui représente le schéma d'un circuit pneumatique d'un système de commande de recyclage des gaz d'échappement pour moteur à combustion interne Ce moteur à combustion interne comprend un passage d'admission primaire 1 servant à alimenter en mélange air-carburant un cylindre A du moteur dans une gamme complète de charges, et un passage d'admission secondaire 2 pour alimenter en mélange air-carburant le cylindre A sous des charges élevées Le passage d'admission primaire 1 a un diamètre suffisamment petit pour que ce passage puisse convenir pour la plage normale de fonctionnement du moteur. Le passage d'admission secondaire 2 a un diamètre bien supérieur à celui du passage d'admission primaire 1 de sorte qu'il entre en service quand le moteur à combustion interne fonctionne dans des modes d'accélération ou est 3 2507686 autrement sollicité par des charges élevées Les passages primaire et secondaire 1,2, comportent respectivement les corps primaire et secondaire 3, 4 de carburateur, dans lesquels sont respectivement prévus des venturis primaire et secondaire 5, 6 Les passages d'admission primaire et secondaire 1, 2 contiennent également des papillons primaire et secondaire 7, 8 qui assurent l'ouverture et la fermeture des passages d'admission correspondants 1, 2 pour commander l'alimentation en mélange air-carburant du cylindre A Les O gaz d'échappement sont évacués du cylindre A du moteur par l'intermédiaire d'un passage d'échappement 9 Des orifices 11, 12 de transmission de signaux de dépression débouchent dans le passage d'admission primaire 1 immédia- tement en amont du papillon primaire 7 pour capter la dépression régnant sur ce dernier Une buse 13 fait saillie dans le venturi primaire 5 pour faire arriver dans celui-ci de l'air provenant du passage d'admission secondaire 2. Des orifices 14, 15 de transmission de signaux de dépression sont disposés de façon à déboucher dans le passage d'admis- sion secondaire 2 juste en amont du papillon secondaire 8 afin de capter la dépression régnant sur ce dernier Un orifice de recyclage de gaz d'échappement 16 débouche dans le passage d'admission primaire 1, en aval du papillon primaire 7, pour y introduire des gaz d'échappement de façon contrôlée Un orifice primaire 17 de captage de dépression de collecteur débouche également dans le passage d'admission primaire 1 en aval du papillon primaire 7 pour capter la dépression régnant en aval de ce dernier dans le passage d'admission primaire 1. On va d'abord décrire le circuit de recyclage de gaz d'échappement (E G R) Un passage EGR 18 est prévu de manière à établir une communication entre le passage de gaz d'échappement 9 et l'orifice de recyclage de gaz d'échappement 16,il comprend un Wensemble de-valves de recyclage de gaz d'échappement (EGR)qui se -compose d'une première valve EGR 21 et d'une seconde valve-EGR 22 compor- tant une chambre commune de gaz d'échappement 21 a La première valve EGR 21 est maintenue en commu Ld Ietion avec 4 2507686 l'orifice de signaux de dépression 11 placé sur le côté primaire par l'intermédiaire d'un passage 23, qui comporte une première valve thermosensible 24 La première valve thermosensible 24 se présente sous la forme d'une valve bi-métallique de commutation de dépression, pouvant par exemple être actionnée en réponse à une température prédé- terminée de l'eau de refroidissement du moteur Un modulateur de pression 25, qui comprend par exemple un transducteur de pression de gaz d'échappement, est disposé dans le passage 23, il est pourvu d'une chambre de gaz d'échappement communiquant avec la chambre commune 21 a La seconde valve EGR 22 communique avec l'orifice de transmission de signaux de dépression secondaire 14 par l'intermédiaire d'un passage 27 qui peut être ouvert ou fermé par une seconde valve thermo-sensible 28 placée dans ledit passage. Le passage 23 comporte un passage de dérivation 29 qui débouche dans une chambre 31 a située dans une première valve commandée par dépression 31 Le passage 27 comporte également un passage de dérivation 32 débouchant dans la chambre 33 a d'une troisième valve commandée par dépression 33 En conséquence l'ensemble de valves EGR peut être commandé par les dépressions régnant dans les passages d'admission primaire et secondaire 1, 2 en vue d'assurer la commande précise désirée du recyclage de gaz d'échappement. On va maintenant décrire le circuit permettant d'introduire de l'air provenant du passage d'admission secondaire 2, dans le passage d'admission primaire 1 Deux orifices d'alimentation en air 34, 35 débouchent dans le passage d'admission secondaire 2 immédiatement en amont du corps de carburateur secondaire 4 Le premier passage d'alimentation en air 34 est maintenu en communication avec la chambre 31 a de la première valve commandée par dépression 31 par l'intermédiaire d'un passage d'air-36. Ce passage d'air 36 comporte un passage de dérivation 37 qui communique avec la chambre 38 a d'une troisième valve commandée par dépression 38 La chambre 38 a communique avec la buse 13 par l'intermédiaire d'un passage d'alimentation 2507686 en air 39 comportant une troisième valve thermosensible 40 et une première buse d'air 41 Le second orifice d'alimen- tation en air 35 communique, par l'intermédiaire d'un passage d'alimentation en air 42, avec la chambre 33 a de la deuxième valve commandée par dépression 33 et il comporte un passage de dérivation 43 qui est en communication avec une chambre 44 a d'une quatrième valve commandée par dépression 44 La chambre 44 a communique avec la buse 13 par l'inter- médiaire d'un passage d'alimentation en air 45 pourvu d'une seconde buse d'air 46. On va maintenant décrire le circuit permettant d'introduire de la vapeur de carburant dans le passage d'admission secondaire. L'orifice de transmission de signaux de dépression 12 prévu du côté primaire communique, par l'intermédiaire d'un passage 47, avec la chambre 48 a d'une cinquième valve commandée par dépression 48 La chambre 48 a est maintenue en communication avec une chambre de dépression prévue dans une valve de commande 51 par l'intermédiaire d'un passage 49 La valve de commande 51 communique avec un réservoir 52 servant à collecter la vapeur de carburant provenant de parties du moteur telles que les chambres à flotteur du carburateur, le réservoir de carburant 53 et des parties semblables La valve de commande 51 communique également avec le passage d'admission secondaire 2 pour assurer l'alimentation contrôlée du passage d'admission secondaire 2 avec de la vapeur de carburant provenant du récipient 52. La chambre 48 a de la cinquième valve commandée par dépression 48 communique, par l'intermédiaire d'un passage 54 contenant une première valve de retardement de dépression 55, par exemple une valve de transmission de dépression, avec un accumulateur 56 qui communique avec une chambre de dépression prévue dans la première valve commandée par dépression 31. L'accumulateur 56 est également maintenu en communication, par l'intermédiaire d'un passage 57, avec les chambres de dépression de la seconde et de la troisième valve commandées par dépression 33, 38. 6 2507686 L'orifice de transmission de signaux de dépression prévu du côté secondaire communique avec une chambre de dépression prévue dans la cinquième valve commandée par dépression 48 par l'intermédiaire d'un passage 66 dans lequel il est prévu une seconde valve de retardement de dépression 67. On va maintenant décrire le circuit permettant de favoriser le ralenti et de commander le retardement des étincelles d'allumage. L'orifice de captage de dépression de collecteur 17 est en communication, par l'intermédiaire d'un passage 59 pourvu d'une quatrième valve thermosensible 61, avec les chambres de dépression de la quatrième valve commandée par dépression 44 et d'une sixième valve commandée par dépression 62 La sixième valve commandée par dépression 62 comporte une chambre 62 a qui communique avec l'orifice de captage de dépression de collecteur 17 par l'intermédiaire d'un passage 63,et avec un organe d'actionnement 64 La chambre 62 a peut être mise en communication avec l'atmos- phère par l'intermédiaire d'un passage d'évent 65 L'organe d'actionnement 64 est accouplé avec le papillon primaire 7 et il sert de mécanisme favorisant la marche au ralenti du moteur pendant une période de temps prédéterminée Le passage 59 comporte un passage de dérivation 66 a qui est relié au distributeur 67 d servant à commander le minutage d'allumage. On va maintenant décrire le fonctionnement du système de commande de moteur représenté, y compris la commande de recyclage de gaz d'échappement. Jusqu'à ce que l'eau de refroidissement atteigne une température prédéterminée après la mise en route du moteur, ce dernier reste relativement froid Pendant ce temps, il ne s'effectue pas de recyclage de gaz d'échappe- ment Plus spécifiquement, la première et la seconde valve thermosensible 24, 28 restent fermées jusqu'à ce que la température prédéterminée de l'eau de refroidissement soit atteinte et en conséquence elles maintiennent fermés 7 2507686 les passages de dépression 23, 27 La première et la seconde valve de recyclage de gaz d'échappement 21, 22 restent par conséquent au repos Pendant la période froide, il n'y a pas introduction d'air du passage d'admission secondaire 2 dans le passage d'admission primaire 1 Plus spécifiquement, la troisième valve thermo-sensible 40 maintient le passage d'alimentation en air 39 fermé jusqu'à ce que la température prédéterminée soit atteinte par l'eau de refroidissement. Comme la quatrième valve thermosensible 61 reste également fermée, la quatrième valve-commandée par dépression 44 ne peut être actionnée En conséquence, le rapport air-carburant d'un mélange fourni par l'intermédiaire du passage d'admis- sion primaire 1 au cylindre A du moteur est maintenu dans la plage d'enrichissement pendant que le moteur reste relativement froid, ce qui se traduit par un mode de fonc- tionnement au ralenti très stable Au moment du démarrage du moteur, le volet d'air est fermé, mais il doit être déplacé vers la position d'ouverture quand le moteur a démarré. Jusqu'à ce que la température de refroidissement atteigne un niveau prédéterminé, la sixième valve commandée par dépression 62 reste au repos, ce qui permet la trans- mission de la dépression du collecteur, par l'intermédiaire de l'orifice 17 et du passage 63, à l'organe d'actionnement 64, lequel maintient le papillon primaire 7 en condition d'ouverture à un degré prédéterminé Cette ouverture forcée du papillon primaire 7 empêche le moteur de s'arrêter sous l'effet d'une ouverture complète accidentelle du volet d'air pendant que le moteur est comparativement froid. Tant que la quatrième valve thermosensible 61 est fermée, la dépression de collecteur n'est pas transmise du passage d'admission primaire 1 au distributeur 67 d, ce qui maintient un retard des étincelles d'allumage en vue de l'accélération de l'échauffement du moteur Le mode de fonctionnement précédemment décrit permet au moteur d'être moins étranglé et de recevoir la quantité minimum nécessaire de mélange air-carburant enrichi pendant que ce moteur est 8 2507686 relativement froid Au cours de cette période, le moteur fonctionne d'une manière stable, les bougies d'allumage ne sont pas mouillées avec du carburant et la pollution des gaz d'échappement est diminuée. Lorsque le moteur devient relativement chaud, la quatrième valve thermosensible 61 s'ouvre pour permettre la dépression régnant dans le collecteur primaire d'agir par l'intermédiaire du passage 59 sur la quatrième valve commandée par dépression 44, qui établit alors une communi- cation entre l'orifice d'alimentation en air 35 et la buse d'air 46 avec une section de passage prédéterminée. De l'air en provenance du passage secondaire 2 est alors introduit dans le venturi primaire 5 par l'intermédiaire de la buse 13 pour corriger le rapport air-carburant du mélange s'écoulant dans le passage d'admission primaire 1 jusqu'au niveau désiré En même temps, la dépression régnant dans le collecteur primaire agit par l'intermédiaire du passage 59 sur la chambre de dépression située dans la sixième valve commandée par dépression 62 La chambre 62 a, et par consé- quent la chambre de dépression située dans l'organe d'ac- tionnement 64, sont alors mises en communication avec l'atmosphère, ce qui fait passer l'organe d'actionnement 64 dans la condition de repos Le papillon primaire 7 revient alors de la position de grande ouverture jusque dans une position normale de ralenti Lors de l'ouverture de la quatrième valve thermosensible 61, la position du distributeur 67 d passe de la position d'allumage retardé à la position d'allumage normal. Quand le moteur a été suffisamment échauffé, et pendant qu'il fonctionne dans une gamme normale de charges, la dépression régnant dans le passage d'admission primaire 1 est transmise par l'intermédiaire de l'orifice Il et du passage 23, au modulateur de pression 25, dans lequel la dépression est modulée par la pression des gaz d'échappement, et agit sur la première valve de recyclage EGR 21 pour assurer le recyclage des gaz d'échappement à un débit déterminé Lorsque le moteur est soumis à une charge plus 9 2507686 élevée, par exemple lors d'une accélération, le passage d'admission secondaire 2 entre en action et fait en sorte que la dépression régnant dans le passage secondaire 2 soit transmise par l'intermédiaire de l'orifice 14 et du passage 27 à la seconde valve EGR 22 pour augmenter le recyclage des gaz d'échappement. Dans un mode opératoire o le recyclage des gaz d'échappement doit être arrêté, la dépression régnant dans le passage d'admission primaire 1 est transmise à la chambre de dépression de la première valve commandée par dépression 31 par l'intermédiaire de l'orifice 12, du passage 47, de la chambre 48 a de la cinquième valve commandée par dépression 48, de la première valve de retardement de dépression 55 et de l'accumulateur 56 o la dépression transmise est soumise à un retard donné La première valve commandée par dépression 31 est alors actionnée pour permettre une communication entre le passage d'alimentation en air 36 et le passage de dérivation 29, de sorte que la pression atmosphérique agit alors sur la première valve de recyclage de gaz d'échappement EGR 21, qui est alors fermée De même, la deuxième valve commandée par dépression 33 est actionnée pour appliquer la pression atmosphérique à la seconde valve EGR 22, qui est alors fermée A ce moment, de l'air est introduit du passage d'admission secondaire 2 dans le passage d'admission primaire 1 pour empêcher le mélange air-carbu- rant se trouvant dans le passage d'admission primaire 1 d'être trop enrichi Plus spécifiquement, la troisième valve commandée par dépression 38 est également actionnée par la dépression transmise en provenance du passage d'admission primaire 1 pour permettre une communication entre le passage 37 et le passage 39, si bien que de l'air provenant du passage d'admission secondaire 2 est introduit, par l'intermédiaire de l'ajutage 41 et de la buse 13, dans le passage d'admission primaire 1 pour appauvrir le mélange air-carburant se trouvant dans celui-ci. Quand le degré d'ouverture du papillon secondaire 8 augmente, la dépression régnant dans le passage d'admis- 2507686 sion secondaire 2 est transmise à la cinquième valve commandée par dépression 48, par l'intermédiaire de l'ori- fice 15, du passage 66, du passage 69 et de la seconde valve de retardement de dépression 67 La cinquième valve commandée par dépression 48 est actionnée par la dépression agissant dans sa chambre pour ouvrir le passage 68 La dépression provenant du passage d'admission secondaire 2 est alors transmise du passage 68 au passage 54, à la suite de quoi la première et la seconde valve EGR 21, 22 sont fermées de la manière décrite ci-dessus. De la vapeur de carburant provenant du réservoir d'essence 53, de la chambre à flotteur du carburateur et de parties semblables est emmagasinéetemporairement dans le récipient 52 et elle est canalisée vers le passage d'admis- sion secondaire 2 quand ce passage 2 entre en action et quand la valve de commande 51 est ouverte par la dépression créée dans le passage d'admission secondaire 2 Avec l'agencement décrit ci-dessus, la commande quantitative et temporelle du recyclage du gaz d'échappement et de l'air provenant du passage d'admission secondaire 2, du minutage d'allumage et de la pénétration de la vapeur de carburant dans le passage d'admission secondaire 2 sont tous commandés par coopération et commutation des dépressions créées dans les passages d'admission primaire et secondaire 1, 2. Le procédé de commande de recyclage de gaz d'échappement conforme à la présente invention présente les avantages suivants: ( 1) une commande précise du recyclage de gaz d'échappement est rendue possible en vue d'une adaptation au fonctionnement d'un moteur à combustion interne comportant un carburateur duplex utilisant un mélange air-carburant pauvre, ce qui permet d'obtenir un fonctionnement uniforme du moteur. ( 2) Le moteur peut avoir un fonctionnement au ralenti à un régime stable, il s'échauffe rapidement et il passe dans mode de fonctionnement normal rapidement après un démarrage à froid. ( 3) une commande précise peut être effectuée en ce qui il 2507686 concerne le mécanisme favorisant le fonctionnement au ralenti et la correction du rapport air-carburant, avec pour résultat que la rotation du moteur, lorsqu'il est comparativement chaud, est stable et que les bougies ne sont pas noyées par le carburant. ( 4) L'envoi dans lé passage d'admission secondaire de la vapeur de carburant collectée dans diverses parties du moteur rend le moteur moins sujet à des variations du rapport air-carburant et il en résulte de meilleures performances. En conséquence, le fonctionnement du moteur dans la gamme des hautes vitesses et des charges élevées n'est pas altéré, le moteur fonctionne de façon uniforme sous de faibles charges, la teneur en constituants nocifs des gaz d'échappement est réduite et le rendement thermique du moteur est amélioré; en outre le moteur comportant des passages d'admission primaire et secondaire fonctionne correctement lorsqu'il est alimenté avec un mélange air- carburant pauvre ou bien avec un mélange air-carburant moins riche par suite du recyclage des gaz d'échappement. REVENDICATIONS 1 Procédé de commande de recyclage de gaz d'échappement pour un moteur à combustion interne comportant un passage d'admission primaire ( 1) destiné à fournir un mé- lange air-carburant dans une gamme complète de charges, un passage d'admission secondaire ( 2) destiné à fournir un mé- lange air-carburant pour des charges élevées et un passage de recyclage de gaz d'échappement comportant une valve de recy- clage de gaz d'échappement ( 21,22) servant à introduire des gaz d'échappement dans ledit passage d'admission primaire, pro- cédé caractérisé en ce qu'on utilise la dépression sollicitant un papillon primaire ( 7) placé dans le passage d'admission pri- maire ( 1) et la dépression sollicitant un papillon secondaire ( 8) placé dans le passage d'admission secondaire ( 2) pour com- mander ladite valve de recyclage de gaz d'échappement ( 21,22). 2 Procédé selon la revendication 1, caracté- risé en ce que la valve de recyclage de gaz d'échappement ( 21, 22) n'est pas commandée tant que le moteur n'a pas atteint une température prédéterminée. 3 Procédé selon la revendication 1 ou 2, carac- térisé en ce que la commande de la valve de recyclage de gaz d'échappement sous l'effet de la dépression sollicitant le pa- pillon primaire ( 7) est modulée en fonction de la pression-des gaz d'échappement. 4 Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que lors de l'interruption du recyclage de gaz d'échappement sous l'effet de la dépression sollicitant les papillons primaire ( 7) et secondaire ( 8) on introduit dans le passage d'admission primaire ( 1) de l'air provenant du pas- sage d'admission secondaire ( 2). Procédé selon la revendication 4, caracté- risé en ce que ladite interruption du recyclage et ladite in- troduction d'air ne sont commandées par la dépression solli- citant les papillons qu'avec un retard prédéterminé. 6 Procédé selon l'une des revendications 1 à , applicable à un moteur comportant un distributeur servant à produire des étincelles d'allumage ( 67 d), procédé caracté- 13 2507686 risé en ce qu'on utilise la dépression sollicitant le papil- lon primaire ( 7) et la dépression sollicitant le papillon secondaire ( 8) pour commander en outre ledit distributeur ( 67 d) en vue d'un minutage d'allumage. 7 Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que, quand la valve de recyclage de gaz d'échappement est commandée, un mécanisme ( 64) favori- sant le ralenti du moteur est relâché et immédiatement après de l'air est introduit, en provenance du passage d'admission secondaire, dans le passage d'admission primaire pour com- mander le rapport air-carburant dans celui-ci tandis qu'un mécanisme ( 66 a, 67 d) de retardement des étincelles d'allu- mage est relâché. 8 Procédé selon la revendication 7, caracté- risé en ce que lesdits relachements du mécanisme du ralenti et du mécanisme de retardement des étincelles d'allumage ainsi que ladite introduction d'air sont commandés par la température du moteur. 9 Procédé selon l'une des revendications 1 à 8, applicable à un moteur comportant un récipient ( 52) ser- vant à collecter de la vapeur de carburant provenant de dif- férentes parties du moteur, procédé caractérisé en ce qu'on utilise la dépression sollicitant le papillon primaire ( 7) placé dans ledit passage d'admission primaire ( 1) et la dé- pression sollicitant le papillon secondaire ( 8) placé dans le passage d'admission secondaire ( 2) pour commander l'intro- duction de la vapeur de carburant provenant dudit récipient ( 52) dans ledit passage d'admission secondaire quand ce der- nier entre en action.