Brevet FR2653493A1 — publié le 19910426

Linvention concerne un dispositif permettant d'améliorer l'éfficacité dn catalyseur sur un moteur Diesel suralimenté par un turbocompresseur, notamment aux faibles charges. Le turbocompresseur de suralimentation d'un moteur à combustion interne est constitué dune turbine disposée sur le trajet des gaz a la sortie du moteur et qui est entraînée par cew-ci, cette turbine est elle-même accouplée en rotation a un compresseur interposé sur le trajet des gaz entrant dans le collecteur d'admission du moteur de fanon a augmenter la pression de ces gaz. Lorsqu'un tel moteur est, en outre, équipé d'un système de dépollution comportant un catalyseur disposé dans le circuit d'échappement, en aval de la turbine, la détente thermodynamique des gaz dans ladite turbine entraine leur refroidissement et augmente donc l'inertie thermique de l6chappement. I1 en résulte que l'échauffement des gaz d > chappement ne s'effectue que très lentement et demeure faible lorsque le moteur est peu chargé (en ville, a faible allure, par exemple). Or on sait qu'un catalyseur d'oxydation nest efficace que lorsqu'il est porté a une température relativement élevée, de sorte que dans les cas de fonctionnement évoqués plus haut cette efficacitX sera fortement réduite. Un moyen pour réduire cet inconvénient consiste à injecter dans le conduit d'admission une partie des gaz d6chap- pement afin d'augmenter, par ce recyclage, leur température. En outre, on peut intercaler un volet dans le circuit d'admis- sion entre la sortie du compresseur et arrivée des gaz d > 6chappement. Ce volet présente le double avantage dPaugmen- ter la pression dans le conduit d'admission en diminuant le volume des gaz d'échappement dès que la charge du moteur s'accrolt, afin de ne pas provoquer un échauffement inconsidé- ré de celui-ci. De meme il n'est pas souhaitable que cette recirculation ait lieu durant la phase de démarrage car la présence de gaz brLés peut y engendrer des perturbations. Un but de la présente invention est donc de proposer un dispositif permettant d'améliorer lPefficacit aw faibles charges d'un catalyseur monté dans le conduit d'échappement dun moteur Diesel suralimenté par une turbocompresseur comprenant une turbine disposée dans la tubulure d'échappement et entraînant en rotation un compresseur placé dans la tubu lure d'admission, ledit moteur comportant, en outre, une vanne de décharge, branchée dans un conduit de dérivation, dont l > ouverture permet le passage des gaz circulant dans la tubulure d'échappement, en amont de la turbine, vers la tubulure d'admission, en aval du compresseur, ainsi qu'un volet commandé par un actionneur et placé dans la tubulure d'admission.Ce dispositif se caractérise en ce que la vanne de décharge et l'actionneur du volet sont associés à un moyen de commande comportant un capteur de la pression à la sortie du compresseur et un dispositif de mesure de la vitesse du moteur, capable de commander, en meme temps, l'ouverture de la vanne de décharge et la fermeture du volet lorsque la pression a la sortie du compresseur mesurée par le capteur est inférieure a une valeur prédéterminée représentative de la charge du moteur et la vitesse dudit moteur supérieure å une valeur également prédéterminée. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre d'une réalisation d'un dispositif selon l'invention donnée à titre d"emple non limitatif, et en se référant aux figures jointes en annexe dans lesquelles : - La figure i est un schéma d'un moteur selon l'invention, - La figure 2 est un diagramme montrant. pour des valeurs diérentes de la pression de suralimentation, les courbes du couple délivré par le moteur en fonction de son régime. Sur la figure 1, est représentée schématiquement un moteur 1 auquel sont reliés, dn coté le collecteur d'admis- sion 2 et de l'autre côté le collecteur d'échappement 3. La suralimentation de ce moteur est assurée par un turbocompresseur 4 constitué d'une turbine 5 accouplée en rotation, par l'intermédiaire d'un arbre 7, a un compresseur 6. L'entrée du compresseur 6 est branchée sur un conduit 8 d'arrivée des gaz tandis que sa sortie communique avec une tubulure 9 banchée à son autre extrémité sur le conduit d'admission 2.De la m?me fagon, ventrée de la turbine 5 est branchée, par l'inter- médiaire de la tubulure 10 sur le collecteur d'échappement et sa sortie débouche sur un conduit 11, permettant l'échap- pement des gaz brûlés dans l'atmosphère, qui comporte un catalyseur 12. Une conduite de dérivation 13 est placée entre les tubulures d'échappement 10 et d'admission 9, elle comporte une vanne de décharge fonctionnant, dans le sens passant, de la tubulure d'échappement 10 a la tubulure d'admission 9. Un volet mobile 15, commandé par une actionneur 16 est disposé dans la tubulure d'admission 9, entre la sortie du compresseur 6 et la sortie de la conduite 13. En outre, un capteur de pression 17 est placé dans la tubulure d'admission 9, a la sortie du compresseur, sa sortie est reliée a l'entrée d'un circuit électronique de commande 18 qui repoit également des informations sur le régime du moteur, par l'intermédiaire d'un capteur de vitesse 19. La sortie du circuit de commande 18 est connectée a une électovanne 20 qui relie une source de vide 21 à la vanne 14, interposée dans la conduit de dérivation 13 et à l'actionneur 16 du volet 15. La source de vide 21 est, par exemple, la pompe utilisée dans le circuit de freinage. La figure 2 représente la courbe du couple développé par le moteur, en fonction de son régime, pour di++érentes pres suions de suralimentation " P1, P2, P3, P4, mesurées à la sortie du compresseur 6. Lorsque cette pression de suralimentation est inférieure a la valeur P1 prédéterminée, le moteur est-peu chargé et, par conséquent, la température des gaz d'échappement faible.Si en mSme temps, la vitesse du moteur est supérieure å la valeur N choisie légèrement inférieure à celle du o ralenti pour éviter de faire fonctionner le système durant la période de démarrage, le circuit de commande 18 délivre un signal a l'électrovanne 2, laquelle s'ouvre pour mettre en communication la pompe à vide 21, d'une part, et la vanne 14 ainsi que l'actionneur 16, d'autre part. La vanne 14 s'ouvre laissant circuler les gaz d'échappement dans la tubulure 9, vers l'admission 2, tandis que l'actionneur 16 place le volet 15 en position fermée, augmentant ainsi la pression dans la tubulure 9. Inversement, lorsque la pression à la sortie du compresseur atteint une valeur supérieure a P1 indiquant que la charge du moteur est suffisante, le circuit 18 commande la fermeture de l'électrovanne de sorte que la vanne 14 ferme la conduite 1.3 et que l'actionneur 16 place le volet 15 en position ouverte, le dispositif de recyclage est désormais inactif. On obtient ainsi un recyclage des gaz d'échappement capable d'augmenter leur température, en fonction d'un domaine de charge très précis du moteur, ce qui évite les inconvénients liés à ce procédé de recyclage en phase d'accélération et a démarrage. Le dispositif est en outre simple, le capteur de pression peut-etre, par exemple un manocontact qui change d'état lorsque la pression P1 prédéterminé est atteinte. Si l'on désire obtenir une mise en route du système plus progressive et donc plus efficace, il suffira d'utiliser un capteur analogique, par exemple potentiométrique qui permettra, en fonction des informations transmises de régler l'angle de fermeture du volet et le niveau d'ouverture de la vanne. REVEND I CAT IONS 1- Dispositif permettant d'améliorer l'efficacité aux faibles charges, d'un catalyseur (12) monté dans le conduit d'échappement (11) d'un moteur Diesel suralimenté par un turbocompresseur (4) comprenant une turbine (5) disposée dans la tubulure d'échappement (lui) et entravant en rotation un compresseur (6) placé dans la tubulure d'admission (9), ledit moteur comportant, en outre, une vanne de décharge (14) branchée dans une conduite de dérivation (13) dont couverture permet le passage des gaz circulant dans la tubulure d"échap- pement (10) en amont de la turbine (5) vers la tubulure d'admission (9) en aval du compresseur 6, ainsi qu'un volet (15) commandé par un actionneur (t6) et placé dans la tubulure d'admission (9), caractérisé en ce que la vanne de décharge (14) et l3action- neur (16) du volet (15) sont associée a un moyen de commande comportant un capteur (17) de la pression a la sortie du compresseur et un dispositif de mesure (19) de la vitesse du moteur, capable de commander en même temps, l'ouverture de la vanne de décharge et la fermeture du volet (15) lorsque la pession, a la sortie du compresseur mesurée par le capteur (17) est inférieure à une valeur (P1) prédéterminée, représentative de la charge du moteur et la vitesse dudit moteur supérieure à une valeur (N ) également prédéterminée. o 2- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de commande comporte un circuit électronique (18) qui reçoit les informations du capteur de pression (17) et du compteur de vitesse (19) pour commander, en conséquence, une électro-vanne (20) dont l'ouverture déclenche celle de la vanne de décharge (14) et la fermeture du volet (15) par l'intermédiaire de l'actionneur ( - Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le capteur de pression (17) est un manocontact. 4- Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le capteur de pression (17) est un capteur analogique.