Brevet FR2555665A1 — publié le 19850531

L'invention concerne un procédé pour optimiser le rendement d'un moteur à combustion interne à injection, à compression du mélange, selon lequel la quantité de carburant envoyée lors de chaque cycle de travail des dif- férents cylindres est déterminée en fonction de la durée d'injection, et on détecte à l'aide de capteurs de mesure, la pression des gazprésente dans les cylindres du moteur à combustion interne et qui est une mesure du travail libéré, à partir de laquelle est déterminé dans une unité de réglage, un rendement du moteur à combustion interne qui est une grandeur utilisée pour une modification du courant d'alimentation en carburant, etun dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé, dans lequel une culasse est fixée sur un bloc- cylindres du moteur à combustion interne par des vis à tête cylindrique mises en contrainte dans leur plage de plasticité. D'après la demande de brevet allemand publiée sous le N 2.941.977 on connaît un dispositif pour optimiser des grandeurs caractéristiques ou paramètres de fonctionnement d'un moteur à combustion interne, selon lequel on détecte des variations du couple sur la base d'un signal d'essai, la puissance maximale étant déterminée directement à partir du signal du couple, tandis que la consommation spécifique de carburant est déterminée de façon indirecte, par l'inter- médiaire du rendement, à partir du couple. On obtient une optimisation à la puissance maximale et une consommation mi- nimum de carburanten fonction de la plage de charge dans laquelle le moteur à combustion interne fonctionne. Un in- convénient tient cependant au fait qu'avec un générateur de signaux d'essai, la quantité de carburant injectée dans cha- que cylindre est modifiée en permanence,et que l'effet de la modification de la quantité de carburant est déterminé par des mesures de la grandeur et du signe des variations du signal du couple,au maximum de puissance dans le cas idéal de l'état de fonctionnement du moteur à combustion interne. C'est d'une manière conditionnée par la variaticnde la quan- 255566$ tité de carburant, que l'on obtient une émission acrue de gaz d'hydrocarbures dans le cas d'un mélange riche carburant- air,et une émission accrue d'oxydesd'azote dans le cas d'un mélangecarburant-air pauvre. On ne peut obtenir une émission réduite qu'avec une épuration catalytique des gaz d'échap- pement, pour laquelle cependant il est nécessaire d'avoir un fonctionnement du moteur à combustion interne avec une régulation X. De même on ne trouve dans le dispositif con- forme à la demande de brevet allemand mentionnée plus haut, aucune indication concernant les exigences relatives à la phase d'échauffement ou les exigences relatives à la période de fonctionnement instable du moteur à combustion interneet selon lesquelles une masse de carburant, corrigée compte- tenu de l'état de fonctionnement,doit être envoyée au moteur- à combustion interne. La présente invention a pour but d'optimiser le rendement du moteur à combustion interne,et de déterminer à l'aide d'un dispositif le travail libéré du mélange carburant- airenflanumé dans la chambre de combustion du moteur à combus- tion interne. Ce problème est résolu conformément à l'invention à l'aide d'un procédé du type indiqué plus haut, caractérisé en ce que dans l'unité de réglage se trouvent déterminé, pour chaque cylindre, à partir de la pression des gaz et de la quantité de carburant déterminée à partir de la durée d'in- jection, un rendement ( t i) pour chaque cylindre et, à partir de ce dernier, le rendement ( introduitenomarentanément, et que la quantité de carburant en- voyée à chaque cylindre est déterminée dans l'unité de régla- ge à partir de la quantité de carburant corrigée et du ren- dement (lai) de chaque cylindre. 2S55 65 En outreun dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé est caractérisé selon l'invention par le fait que des vis, qui sont fixées dans le bloc-cylindres du moteur à combustion interne et peuvent être mises en contrainte dans leur plage d'élasticité, fixent les capteurs de mesure détectant la pression du gaz sur la culasse du moteur à combustion interne. Selon une réalisation avantageuse de l'invention, deux cylindres voisins sont associés au même capteur de'mesure. Le procédé conforme à l'invention servant à op- timiser le rendement d'un moteur à combustion interne pré- sente comme avantage le fait quegrâce à la mesure des forces exercées par les gaz dans les différents cylindres du moteur à combustion interne,on détermine le travail libéré pour chaque cycle de travail et pour chace cylindre. Selon ce procédé, tous les cylindres sont alimentés, dans tous les états de fonc- tionnement, par la même quantité de carburant spécifique, ce qui permet un réglage défini concernant la puis- sance, la consommation,et l'émission réduite au minimum du moteur à combustion interne. A l'aide du dispositif conforme à l'invention servant à mesurer la pression des gaz, on ob- tient une indication sur le travail libéré, pour laquelle des pertes par frottement dans le moteur à combustion interne sont éliminées,et par conséquent seule la qualité de la combustion du mélange carburant-air dans la chambre de combustion du moteur à combustion interne intervient de façon exclusive dans le processus de réglage. D'autres caractéristiques et avantages de l'in- vention ressortiront de la description donnée ci-après,prise en référence aux dessins annexés, sur lesquels la figure 1 est la représentation schématique d'un moteur à combustion interne muni de capteurs de mesure qui lui sont associés, et d'une unité de réglage; la figure 2 représente un organigramme de fonc- tionnement d'un circuit de réglage servant à réaliser la dé- termination spécifique de la quantité de carburant pour cha- que cylindre; et la figure 3 représente l'agencement d'un capteur de mesure déterminant la pression de gaz,et qui est fixé sur la culasse au moyen d'une vis fixant le bloc-cylindres et la culasse l'un à l'autre. Le moteur à combustion interne, désigné par la référence 1 sur la figure 1 et comportant des cylindres la à lf,contient un système 11 d'évacuation des gaz d'échappe- ment, une unité de réglage 12, et un système d'admission 2 dans lequel sont disposées des valves 3 à 8 d'injection du carburant,un papillon des gaz 9 et un débitmètre d'air 10. Le papillon 9 est relié de façon active à la pédale d'accélé- ration 13. La pression de gaz régnant dans les différents cylindres la à if du moteur à combustion interne 1 lors de chaque cycle de travail est détectée par des capteurs de me- sure 16 à 18,qui sont associés respectivement aux cy- lindres qui leurs sont voisins,si bien que le capteur de me- sure 16 est influencé par la pression de gaz régnant dans les cylindres la et le, que le capteur de mesure 17 est influen- cé par la pression de gaz régnant dans les cylindres lc et ld, et le capteur de mesure 18 est influencé par la pression de gaz régnant dans les cylindres le et 1f. Le débitmètre d'air et les capteurs de mesure 16 à 18 détectant la pression de gaz sont reliés à l'unité de réglage 12 par des lignes 20 et 22 transmettant les signaux. Des lignes 23, 26 transmet- tant les signaux relient les soupapes 3 à 8 d'injection du carburant à l'unité de réglage 12. Un organigramme de fonctionnement désigné par 30 sur la figure 2 inclut un point initial 31, des blocs opé- rationnels 32 à 37, un noeud d'addition 38, un noeud de bi- furcation 39, et des lignes d'exécution reliant ces éléments. Sur la figure 3,on a représenté un agencement d'un capteur de mesure 16 détectant la pression des gaz. La culasse 45 du moteur à combustion interne 1 est fixée par des vis à tête cylindrique 46 au bloc-cylindres 47 du moteur à combustion interne 1. Une chambre de combustion 50 du moteur à combus- tion interne est reliée au système d'admission 2 par un canal 49 de transfert des gaz, fermé par une soupage 48. Le système 11 d'évacuation des gaz d'échappement et la chambre de combustion 50 du moteur à combustion interne 1 sont reliés par un canal de transfert desgaz 51. Un mélange carburant- air situé dans la chambre de combustion 50 peut être enflam- mé par un dispositif 52 d'allumage du mélange. Une vis 53 chargée dans sa plage d'élasticité et vissée dans le bloc- cylindres 47 du moteur à combustion interne 1 fixe le capteur 16 de mesure de la pression dEsgaz entre la tête 54 de la vis et la culasse 45. Lors de la mise en service du moteur à combustion interne, la durée d'injection pour chaque cylindre est ré- glée dans le bloc opérationnel 32, conformément à l'organi- gramme de fonctionnement 30 de la figure 2, à une durée pendant laquelle une quantité de carburant suffisantepour le démarrage peut être envoyée au moteur à combustion interne. Les signaux envoyés par les capteurs de mesure 10 et 16 à 18 à l'unité de réglage 12 par l'intermédiaire de lignes 20 et 22 de transmission des signaux, sont envoyés au bloc opération- nel 33, dans lequel le travail pour chaque cylindre est dé- terminé par le terme PidV = Wi, avec i = 1,... n, n étant le nombre des cylindres du moteur à combustion interne. Dans le cas d'un système d'injection de carburant fonctionnant de façon discontinue (connu sous la désignation commerciale L-Jetronic), la durée d'injection correspond approximative- ment à la quantité de carburant, àk =C úti = C Yki' dans laquelle mki étant le courant massique de carburant pé- nétrant dans le cylindre i par unité de temps, cE ti étant la somme des durées d'injection de toutes les soupapes d'in- jection de carburant, qui a été nécessaire pour injecter le courant massique de carburant mk dans les cylindres du moteur à combustion interne, et C étant une constante de propor- tionnalité. Dans le bloc opérationnel 34, un rendement moyen n du travail libéré du mélange carburant-air enflam- mé dans la chambre de combustion, du moteur à combustion interne, est déterminé à partir des différentes valeurs Wi obtenues pour les cylindres, à partir de la formule n = Eti. w Le nouveau courant massique de carburant mkiest déter- miné dans le bloc opérationnel 35 à l'aide du rendement moyen W et à partir des travaux Wi, conformément à l'ex- pression arithmétique mki = Wi. n Dans le cas d'une variation temporaire du courant massique d'air, le courant massique de carburant, déterminé préa- lablement dans le bloc opérationnel 35, est calculé dans le bloc opérationnel 36 sous la forme d'un nouveau courant massique de carburant m Lu mkni = mki m L mL, désignant la quantité d'air précédemment déterminée, et mL, désignant la nouvelle quantité d'air qui vient d'être déterminée. A partir du point de bifurcation 39 il se produit un renvoi au noeud d'addition 38. Dans le bloc opérationnel 37, le signal représentant le courant massi- que de carburant mkiest transformé en un signal corres- pondant à la durée d'ouverture des soupapes 3 à 8 d'injec- tion de carburant, et qui est envoyé à un amplificateur pour la commande de ces soupapes 3 à 8 d'injection de car- burant. 2r55c65 Dans une autre forme de réalisation conforme à l'invention, le travail libéré Wi peut être également déterminé selon la relation fpi dt. 2'55d55 REVENDICATIONS 1. Procédé poix optimiser le rendement d'un mo- teur à combustion interne à injection, à compression du mé- lange, selon lequel la quantité de carburant envoyée lors de chaque cycle de travail des différents cylindres pression des gaz présentedans les cylindres du moteur à com- bustion interne et qui est une mesure du travail libéré, à partir de laquelle est déterminé dans une unité de réglage, un rendement du moteur à combustion internequi est une gran- deur utilisée pour une modification du courant d'alimentation en carburant, caractérisé en ce que dans l'unité de réglage (12) se trouvent déterminé, pour chaqse cylindre, à partir de la pression des gaz et de la quantité de carburant déterminée à partir de la durée d'injection, un rendement ( J, i) pour chaque cylindre et, à partir de ce dernier, le rendement ( corrigée et du rendement ( j i) de chaque cylindre. 2. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, dans lequel une culasse (45) est fixée sur le bloc-cylindres (47) du moteur à combustion in- terne par des vis à tête cylindrique (46) mises en contrain- te dans leurplage de plasticité, caractérisé en ce que des vis (53), qui sont fixées dans le bloc-cylindres(47) du mo- teur à combustion interne (1) et peuvent être mises en con- trainte-dans leur plage d'élasticité, fixent les capteurs de mesure (16 à 18) détectant la pression des gaz,sur la culasse (45) du-moteur à combustion interne (1). 2t55665 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que deux cylindres voisins sont asso- ciés au même capteur de mesure (16 à 18).