Brevet FR2859765A1 — publié le 20050318

Système et procédé de recirculation de gaz d'échappement pour moteur à combustion interne L'invention concerne la recirculation de gaz d'échappement 5 dans les moteurs à combustion interne de véhicule automobile à allumage par compression. Les véhicules automobiles, en particulier les véhicules automobiles de type Diesel, sont souvent équipés d'un circuit de recirculation des gaz d'échappement destiné à injecter une partie des gaz d'échappement dans le répartiteur d'admission du moteur. Une telle recirculation permet d'injecter dans le répartiteur d'admission du moteur des gaz issus de la combustion réalisée lors de cycles de fonctionnement précédents et donc appauvris en oxygène. Une telle recirculation permet de diminuer les émissions d'oxydes d' azôte du moteur, qui sont des espèces chimiques particulièrement nocives. La quantité d'oxydes d'azote est en effet fortement liée à la composition du mélange réactif dans les cylindres du moteur en air, en carburant, et à la présence de gaz inertes. Cette recirculation permet également de contrôler le déroulement de la combustion. Ainsi, en prévoyant une recirculation des gaz d'échappement, on injecte les gaz inertes dans les cylindres du moteur, ce qui permettent de diminuer la quantité d'oxydes d'azote produits par le moteur. Cette recirculation est cependant susceptible d'accroître de manière non négligeable la quantité de fumée dans les gaz d'échappement si elle n'est pas correctement réglée et, en particulier, si la quantité des gaz d'échappement recirculés est trop importante. Il est donc nécessaire de régler précisément le taux de gaz recirculé injectés dans la chambre de combustion du moteur. Ce problème se pose de façon accrue pour les moteurs comprenant plusieurs soupapes d'admission, par exemple au nombre de deux. On pourra à cet égard se référer aux documents EP-A-O 594 462 et EP-A-O 719 916 qui décrivent des systèmes de recirculation de gaz d'échappement pour moteur pourvu de deux soupapes d'admission par cylindre. Selon les techniques décrites dans ces documents, seule l'une des soupapes peut être alimentée avec un mélange air-gaz d'échappement recirculés, l'autre soupape étant alimentée avec de l'air. Il n'est donc pas possible d'agir sur la répartition de gaz d'échappement au sein même de la chambre de combustion. Le but de l'invention est donc de pallier ces inconvénients. L'invention a donc pour objet un système de recirculation de gaz d'échappement pour moteur à combustion interne de véhicule automobile à allumage par compression, comprenant un circuit de recirculation de gaz d'échappement disposé de manière à récupérer une partie des gaz issus du moteur et à injecter les gaz récupérés dans la chambre de combustion des cylindres du moteur sous le contrôle d'un calculateur central. Selon une caractéristique générale du système selon l'invention, le moteur étant pourvu d'un répartiteur d'admission équipé, pour chaque cylindre du moteur, de plusieurs conduits d'alimentation du cylindre en mélange air-carburant, le circuit de recirculation débouche, en aval, en considérant le trajet des gaz d'échappement recirculés, dans le répartiteur d'admission. Le système comporte en outre des moyens pour faire varier indépendamment la quantité des gaz recirculés dans les conduits d'alimentation. Il est ainsi possible d'alimenter les conduits d'alimentation avec des taux de gaz recirculés différents et, ainsi, d'obtenir une stratification des gaz recirculés dans la chambre de combustion. Selon une autre caractéristique de l'invention, les conduits d'alimentation de chaque cylindre sont pourvus de canalisations de réglage de taux de gaz recirculés alimentés respectivement en gaz recirculés et en air. Dans un mode de réalisation, les canalisations sont pourvues chacune d'une vanne de réglage pilotée par le calculateur central. Selon une autre caractéristique de l'invention, chaque cylindre est pourvu de deux conduits d'alimentation équipés l'un d'une canalisation de réglage alimentée en air et, l'autre, d'une canalisation de réglage alimentée en gaz recirculés. Selon l'invention, il est également proposé un procédé de recirculation de gaz d'échappement pour moteur à combustion interne de véhicule automobile à allumage par compression, au cours duquel on récupère une partie des gaz issus du moteur et on injecte les gaz récupérés dans la chambre de combustion des cylindres du moteur sous le contrôle d'un calculateur central, caractérisé en ce que le moteur étant pourvu d'un répartiteur d'admission équipé, pour chaque cylindre du moteur, de plusieurs conduits d'alimentation du cylindre en mélange air-carburant, on injecte les gaz d'échappement recirculés dans le répartiteur d'admission et l'on règle indépendamment la quantité de gaz recirculés dans les conduits d'alimentation. D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée uniquement 20 à titre d'exemple non limitatif, et faite en référence à l'unique figure annexée qui illustre schématiquement la structure d'un système de recirculation de gaz d'échappement conforme à l'invention. Sur la figure annexée, on a représenté, de manière schématique, la structure générale d'un moteur 10 à combustion interne d'un 25 véhicule automobile de type Diesel, ainsi que ses circuits d'admission d'air et d'échappement. Par souci de clarté, seul un cylindre C a été représenté. Ce cylindre C est pourvu de quatre soupapes, à savoir deux soupapes 12 et 14 d'admission et deux soupapes d'échappement 16 et 18. Les soupapes d'admission 12 et 14 communiquent par l'intermédiaire de deux conduits d'alimentation 20 et 22 avec un répartiteur d'admission 24, lequel est alimenté, d'une part, en air frais, par l'intermédiaire d'un conduit d'alimentation correspondant 26 et, d'autre part, en gaz recirculé, par l'intermédiaire d'un conduit de recirculation de gaz d'échappement 28. En ce qui concerne la récupération des gaz d'échappement issus de la combustion, un collecteur d'échappement 30, en communication avec les soupapes d'échappement 16 et 18 par l'intermédiaire de conduites d'échappement 32 et 34, collecte ces gaz puis les évacue vers une ligne d'échappement 36, elle-même pourvue de moyens 38 de traitement des effluents gazeux. Le circuit de recirculation 28 récupère une partie de ces gaz d'échappement pour les réinjecter dans le répartiteur d'admission 24. Par exemple, selon un mode de réalisation, le circuit de recirculation s'étend entre le collecteur d'échappement 30 et la conduite 26 d'alimentation en air. Cependant, tout autre agencement approprié pourrait également être envisagé. Une vanne de réglage 40, pilotée par un calculateur central 42 dûment programmé embarqué à bord du véhicule automobile, permet de régler la quantité de gaz d'échappement à injecter dans le répartiteur d'admission 24. Par ailleurs, le circuit de recirculation est pourvu d'une branche ou ramification 44, également pourvue d'une vanne 46 pilotée par le calculateur central 42, agencée pour récupérer une partie des gaz d'échappement et les réinjecter dans l'un des conduits d'alimentation 22. Une canalisation 48, alimentée en air frais et 25 pourvue d'une vanne 50 pilotée par le calculateur 22 débouche dans l'autre conduit d'alimentation, à savoir le conduit désigné par la référence numérique 20. Ainsi, selon l'agencement qui vient d'être décrit, chaque cylindre C du moteur est alimenté en mélange air-gaz d'échappement recirculés au moyen de deux conduits d'alimentation alimentés eux-mêmes à partir du répartiteur d'admission et qui débouchent dans la chambre de combustion du cylindre. Des canalisations de réglage de taux de gaz recirculés débouchent respectivement dans les conduits d'alimentation et sont alimentées, l'une, en air frais et l'autre, en gaz d'échappement recirculés. Il est ainsi possible d'agir, d'une part, de manière globale sur la quantité de gaz recirculés injecté dans la chambre de combustion du cylindre et, d'autre part, de faire varier le taux de gaz recirculés dans chaque conduit d'alimentation, indépendamment l'un de l'autre. En effet, une fermeture des deux vannes 46 et 50 des canalisations de réglage 44 et 48 provoque l'apparition d'un taux de gaz d'échappement recirculés identique dans les deux conduits 20 et 22. Pour engendrer une différence entre les deux conduits, il convient d'ouvrir l'une des deux vannes, ou les deux. Il devient ainsi possible d'engendrer un gradient de gaz d'échappement recirculés au sein de la chambre de combustion. REVENDICATIONS 1. Système de recirculation de gaz d'échappement pour moteur à combustion interne de véhicule automobile à allumage par compression, comprenant un circuit (28) de recirculation de gaz d'échappement disposé de manière à récupérer une partie des gaz issus du moteur et à injecter les gaz récupérés dans la chambre de combustion des cylindres du moteur sous le contrôle d'un calculateur central (42), caractérisé en ce que le moteur étant pourvu d'un répartiteur d'admission (24) équipé, pour chaque cylindre du moteur, de plusieurs conduits (20, 22) d'alimentation du cylindre en mélange air-carburant, le circuit de recirculation débouche, en aval, en considérant le trajet des gaz d'échappement recirculés, dans le répartiteur d'admission, et en ce qu'il comporte des moyens (44, 46, 48, 50) pour faire varier indépendamment la quantité de gaz recirculés dans les conduits d'alimentation. 2. Système de recirculation de gaz d'échappement selon la revendication 1, caractérisé en ce que les conduits d'alimentation de chaque cylindre sont pourvus de canalisations (44, 48) de réglage de taux de gaz recirculés alimentés respectivement en gaz recirculés et en 20 air. 3. Système de recirculation de gaz d'échappement selon la revendication 2, caractérisé en ce que les canalisations sont pourvues chacune d'une vanne (46, 48) de réglage pilotée par le calculateur central. 4. Système de recirculation de gaz d'échappement selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que chaque cylindre (C) est pourvu de deux conduits d'alimentation équipés l'un d'une canalisation (48) de réglage alimentée en air et, l'autre, d'une canalisation d'une canalisation (44) de réglage alimentée en gaz recirculés. 5. Procédé de recirculation de gaz d'échappement pour moteur à combustion interne de véhicule automobile à allumage par compression, au cours duquel on récupère une partie des gaz issus du moteur et on injecte les gaz récupérés dans la chambre de combustion des cylindres du moteur sous le contrôle d'un calculateur central (42), caractérisé en ce que le moteur étant pourvu d'un répartiteur d'admission (24) équipé, pour chaque cylindre du moteur, de plusieurs conduits (20, 22) d'alimentation du cylindre en mélange air-carburant, on injecte les gaz d'échappement recirculés dans le répartiteur d'admission et l'on règle indépendamment la quantité de gaz recirculés dans les conduits d'alimentation.