Brevet FR2534316A1 — publié le 19840413

Dispositif de commande de recirculation des gaz d'échappement pour moteurs å combustion interne. La présente invention se rapporte à un dispositif de commande de recirculation des gaz d'échappement pour un moteur à combustion interne. Il est bien connu d'utiliser des dispositifs de recirculation de gaz d'échappement dans les moteurs à combustion interne pour réduire la pollution atmosphérique. Un passage de recirculation réintroduit les gaz d'échappement dans la tubulure d'admission du mélange air-carburant du moteur afin de réduire les émissions polluantes d'oxydes d'azote. Une soupape de régulation de la recirculation est généralement disposée dans le passage de recirculation pour commander le débit de recirculation en réponse à la dépression engendrée par le moteur dans le passage d'admission. Pour obtenir un taux de recirculation élevé dans un domaine de fonctionnement étendu, il s'avère indispensable d'adap- ter ce taux à la capacité d'assimilation du moteur sans dégrader le fonctionnement du moteur vers les basses charges et sans accroître par conséquent les émissions d'hydrocarbures. L'invention a pour but de réaliser très simplement et efficacement une régulation du taux de recirculation de gaz d'échappement en fonction du débit d'air et de la charge du moteur. A cet effet, elle propose un dispositif de commande de recirculation de gaz d'échappement pour un moteur combustion interne du type dans lequel un conduit d'admission de mélange air-carburant et un conduit d'échappement communiquent entre eux par un circuit de recirculation comportant une vanne principale et des conduits de liaison, cette vanne étant commandée par la dépression régnant dans le conduit d'admission. Suivant une première particularité de l'invention, ce dispositif de commande comprend essentiellement une électrovanne dont les deux entrées sont reliées l'une à l'atmosphère à travers un filtre, l'autre à un orifice situé en amont de l'aile haute d'un papillon de gaz lors- que ce dernier se trouve en position de ralenti, et dont la sortie est reliée d'une part, à un vérin de la vanne principale de recirculation à travers un premier calibrage, et d'autre part, à des vérins d'actionnement de valves manométriques qui assurent la communication d'un orifice de buse au col de venturi du conduit d'admission avec un conduit reliant le premier calibrage à cette vanne de recirculation, à travers d'autres calibrages, ainsi qu'un premier contacteur et un second contacteur manométrique pour le fonctionnement de cette électrovanne. Suivant une seconde particularité de l'invention, ce premier contacteur détermine le fonctionnement de cette électrovanne en fonction de la température du liquide de refroidissementet/ou d'un rapport de transmission. Suivant une troisième particularité de l'invention, ce second contacteur manométrique est sensible à la dépression régnant à un orifice du conduit d'admission situé au-dessous du papillon de gaz, c'est-à-dire à la dépression du collecteur d'admission. Ces particularités caractérisent un dispositif simple et efficace de commande de la vanne principal de recirculation de gaz d'échappement pour un moteur à combustion interne, qui est fondé sur la dilution de la dépression motrice issue du conduit d'admission, en fonction de la charge du moteur. D'autres particularités et avantages de l'invention ressortiront de la description d'un mode de réalisation préféré, présenté à titre exemple non limitatif, en référence à la figure unique qui représente une vue schématique d'un dispositif de recirculation de gaz d'échappement conforme à l'invention. Comme cela est représenté sur cette figure, un moteur à combustion interne 1 comporte un conduit d'admission 2 d'un mélange air-carburant et un conduit d'échappement 3. Ces conduits communiquent entre eux par un circuit de recirculation de gaz d'échappement comprenant une vanne principale 4 et des conduits de liaison 5 et 6. La vanne principale 4 comprend une soupape de commande 7 actionnée par un vérin pneumatique 8 à membrane 8a contre l'action d'un ressort 9. Ce vérin 8 présente une chambre inférieure 10 étanche par rapport à l'atmosphère et reliée à un orifice ll du conduit d'admission 2 situé en aval de l'aile basse d'un papillon de gaz 12 lorsque ce dernier se trouve en position de ralenti. Le.dispositif de commande de recirculation 13, objet de l'invention, incorpore une électrovanne 14 associé à un contacteur 15 et à un contacteur manométrique 16. Ce contacteur manométrique est sensible à la dépression régnant à un orifice 17 du conduit d'admission 2, situé au-dessous du papillon 12. L'électrovanne 14 présente deux entrées qui sont reliées l'une à l'atmosphère à travers un filtre 14a, par exemple lorsque le moteur est froid, l'autre à un orifice 18 situé en amont de l'aile haute du papillon de gaz 12 lorsque ce dernier se trouve en position de ralenti ; la sortie de cette électrovanne 14 est reliée d'une part au vérin 8 de la vanne principale 4 à travers un calibrage 19, et d'autre part à des vérins d'actionnement de valves manométriques 20, 21.... Ces valves permettent de mettre un orifice de buse 22 au col de venturi du conduit d'admission 2, en communication avec un conduit 30 reliant le calibrage 19 à la vanne principale 4, à travers des calibrages 23, 24... Dans le cas d'une application à un moteur équipé d'un carburateur, un dispositif auxiliaire constitué par un décanteur de faible capacité 25 et un conduit muni d'un calibrage 26 peut compléter le dispositif de commande de recirculation 13 en reliant les orifices 18 et 22. Ce dispositif de commande 13 peut également comporter des valves à retard interposées par exemple sur le circuit de-déclenchement 32 des valves manométriques 20, 21,... telle que 27, ou sur le circuit 30 immédiatement en amont du vérin 8 de la vanne principale 4, telle que 28. Une mise à l'atmosphère à travers un filtre 29 peut remplacer le circuit 22a issu de l'orifice 22 pour certaines applications. Le dispositif de commande de recirculation de gaz d'échappement précédemment décrit fonctionne de la manière suivante : La vanne principale de recirculation 4 est actionnée dans le sens de l'ouverture par un signal de dépression délivré par le dispositif de commande 13 par l'intermédiaire de l'électrovanne 14 dont le fonctionnement est déterminé par le contacteur 15 en fonction par exemple de la température'du liquide de refroidissement et/ou d'un rapport de transmission, et par un contacteur manométrique 16 sensible à la dépression régnant à l'orifice i7 du conduit d'admission 2. Lorsque le moteur est froid, le contacteur 15 ouvre le circuit d'excitation de I'électrovanne 14 et la chambre supérieure 8b du vérin 8 de la vanne principale 4 est reliée à l'atmosphère ; la soupape 7 de cette vanne 4 est alors maintenue sur son siège. A partir d'un niveau d'échauffement déterminé, le contac teur 14 ferme une partie du circuit d'excitation de l'électrovanne 14. Le fonctionnement de cette dernière dépend alors du contacteur manométrique 16 sensible à la dépression à l'orifice 17 Si le papillon de gaz 12 se trouve en position de ralenti, la dépression à l'orifice 17 maintient le contacteur 16 ouvert et la vanne principale de recirculation 4 reste fermée, comme dans le cas précédent. Lorsque la charge du moteur 1 augmente, avec l'ouverture du papillon de gaz 12, la dépression à l'orifice 17 diminue, ce qui provoque, à un niveau déterminé, la fermeture du contacteur manométrique 16 ; cette fermeture entraîne par l'intermédiaire de l'électrovanne 14, la mise en communication du conduit 18a issu de l'orifice 18 avec le conduit 30 relié à la vanne principale 4 à travers le calibrage 19 d'une part, et avec les vérins pneumatiques des valves manométriques 20, 21, ... d'autre part ; ces vérins pneumatiques sont soumis par ailleurs à l'action antagoniste de la dépression issue de l'orifice de buse 22, représentative du débit d'air admis au moteur 1. Lorsque la différence des dépressions est élevée, c'està-dire aux faibles ouvertures du papillon de gaz 12, les valves manométriques 20, 21, ... sont ouvertes et une circulation s'établît entre l'orifice de buse 22 et l'orifice 18, à travers les calibrages 23, 24, ... et le calibrage 19 ; la dépression motrice appliquée à la vanne principale 4 de recirculation prend alors une valeur intermédiaire entre les dépressions régnant aux orifices 18 et 22, en fonction des sections relatives des calibrages 23, 24, ... d'une part, et du calibrage 19 d'autre part. Au fur et à mesure que la dépression à l'orifice 18 diminue et que la dépression à l'orifice 22 augmente, mais dans une moindre proportion, les valves manométriques 20, 21, ... se ferment successivement car leurs seuils d'ouverture ont été réglés à des niveaux différents de dépression pour contrôler convenablement la mise en communication entre l'orifice 22 et le conduit 30. Cette fermeture successive des valves 20, 21, ... a pour conséquence de réduire la dilution de la dépression motrice. Lorsque toutes ces valves manométriques sont fermées, le signal de dépression issu de l'orifice 18 est appliqué intégralement à la vanne principale 4 de recirculation. La disposition relative au vérin pneumatique 8 de la vanne principale 4 et consistant en une chambre inférieure 10 rendue étanche par rapport à l'atmosphère permet d'éliminer les fuites par le guidage de l'axe-support de soupape 7 et d'assurer une meilleure étanchéité au niveau de la soupape 7 par renforcement de l'action du ressort 9 ; de plus, dans le cas des moteurs suralimentés, cette disposition permet de compenser la pression de suralimentation en autorisant l'ouverture de la vanne de recirculation 4 même en phase de suralimentation. Dans le cas où le dispositif de commande 13 objet de l'invention s'applique à des moteurs équipés de carburateurs, le dispositif auxiliaire constitué par le décanteur de faible capacité 25 et le calibrage 26 permet d'éviter une accumulation éventuelle de carburant dans les composants de ce dispositif de commande de recirculation. La présente invention permet ainsi d'obtenir au moyen du dispositif de commande 13 précédemment décrit, un signal de dépression motrice qui augmente par paliers successifs lorsque la charge augmente, et ce d'autant plus que la dépression à la buse est élevée, c'est-à-dire que le débit d'air admis au moteur est élevé. Il s'avère encore possible de corriger le débit de recirculation dans les phases transitoires en utilisant des valves à retard ; par exemple, on peut augmenter le débit de recirculation en début d'accélération en retardant l'ouverture des valves manométriques par interposition d'une valve à retard telle que 27 ou bien au contraire retarder l'ouverture de la vanne principal 4 de recirculation par interposition d'une valve à retard telle que 28. Dans la plupart des applications, deux valves manométriques 20 et 21 sont suffisantes pour assurer une bonne adaptation du débit de recirculation, sans dégradation pro-hi- bitive de la consommation et de l'agrément de conduite. L'invention ne se limite nullement au mode d'application -et de réalisation qui a été plus spécialement envisagé. Un perfectionnement du dispositif de commande de recirculation en question qui consiste à rendre son fonctionnement continu, peut être obtenu en remplaçant la série de valves manométriques 20, 21, ... par une seule vanne comportant un dispositif de calibrage variable, par exemple à aiguille. REVENDICATIONS 1. Dispositif de commande de recirculation de gaz d'échappement pour un moteur à combustion interne (1) dans lequel un conduit d-'admission (2)-de mélange air-carburant et un conduit d'échappement (3) communiquent entre eux par un circuit de recirculation comportant une vanne principale (4) et des conduits de liaison (5) et (6), cette vanne (4) étant commandée par la dépression régnant dans le conduit d'admission (2), caractérisé en ce qu'il comprend essentiellement - une électrovanne (14) dont les deux entrées sont reliées l'une à l'atmosphère à travers un filtre (14a), l'autre à un orifice (18) situé en amont de l'aile haute d-'un papillon de gaz (12) lorsque ce dernier se trouve en position de ralenti, et dont la sortie est reliée d'une part, à un vérin (8) de ladite vanne principale (4) à travers un calibrage (19), et d'autre part, à des vérins d'actionnement de valves manométriques (20, 21, ...) qui assurent la mise en communication d'un orifice de buse (22) au col de venturi dudit conduit d'admission (2) avec un conduit (30) reliant le calibrage (19) à la dite vanne (4), à travers des calibrages (23, 24, ...), et - un contacteur (15) et un contacteur manométrique (16) pour le fonctionnement de ladite électrovanne (14). 2. Dispositif de commande de recirculation de gaz d'échappement selon la revendication 1, caractérisé en ce que les valves manométriques (20, 21, ...) présentent des seuils d'ouverture réglés à des niveaux différents de dépression. 3. Dispositif de commande de recirculation de gaz d'échappement selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le contacteur (15) détermine le fonctionnement de l'électrovanne (14) en fonction de la température du liquide de refroidissement et/ou d'un.rapport de transmission. 4. Dispositif de commande de recirculation de gaz d'échappement selon l'une quelconque des revendications 1, 2 et 3, caractérisé en ce que le contacteur manométrique (16) est sensible à la dépression régnant à un orifice (17) du conduit d'admission (2) situé au-dessous du papillon de gaz (12). 5. Dispositif de commande de recirculation de gaz d'échappement selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'un dispositif auxiliaire constitué par un décanteur de faible capacité (25) et un conduit muni d'un calibrage (26) relient lesdits orifices (18) et (22). 6. Dispositif de commande de recirculation de gaz d'échappement selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'une valve à retard (27) est interposée sur le circuit de déclenchement(32)des valves manométriques (20, 21, ...). 7. Dispositif de commande de recirculation de gaz d'échapselon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'une valve à retard (28) est interposée sur le circuit (30) immédiatement en amont du vérin (8) de la vanne principale (4) de recirculation. 8. Dispositif de commande de recirculation de gaz d'échappement selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le circuit (22a) issu dudit orifice de buse (22) est remplacé par une mise à l'atmosphère à travers un filtre (29). 9. Dispositif de commande de recirculation de gaz d'échappement selon l'une quelconque des revendications 1, 3 à 8, caractérisé en ce que les valves manométriques (20, 21, ...) sont remplacées par une vanne unique comportant un dispositif de calibrage variable.