Brevet FR2890688A3 — publié le 20070316

FR 2890688 A3 20070316 FR 0509330 A 20050913 L'invention concerne les moteurs de véhicule et en particulier la suralimentation et la gestion des gaz dits de recirculation dans les circuits d'admission et d'échappement du moteur. Les gaz d'échappement recirculés ou gaz d'EGR sont des gaz issus de la combustion des cycles précédents et sont donc appauvris en oxygène. Ils sont réutilisés dans la chambre de combustion dans le but d'atteindre divers objectifs comme la réduction des émissions polluantes ou le contrôle du déroulement de la combustion. On parle d'EGR externe lorsque l'alimentation en EGR s'effectue par un circuit localisé hors de la chambre de combustion et d'EGR interne lorsque ces gaz résiduels sont restés piégés dans chaque chambre de combustion. On connaît par ailleurs des moteurs mettant en oeuvre une technique de suralimentation au moyen d'un compresseur à ondes de pression ou PWS (Pressure Wave Supercharger). C'est le cas par exemple du moteur du document US-4 517 950 dans lequel ce compresseur permet une recirculation des gaz d'échappement. Un tel compresseur est un dispositif comprenant un rotor formé par une ou plusieurs couches de canaux. Le rotor est en contact par des lumières avec l'échappement et l'admission. La différence de pression entre les gaz de combustion à l'échappement et les gaz à l'admission provoque une onde de choc à l'intérieur de chaque tube du rotor. Dès lors, un phasage correct de l'ouverture et de la fermeture des lumières du rotor du compresseur permet d'assurer la suralimentation du moteur. Le COP comprend deux parties principales, à savoir le stator et le rotor. Le mouvement de rotation du rotor peut être lié au mouvement de rotation du moteur par l'intermédiaire d'une courroie ou commandé directement par un moteur électrique par exemple. La partie stator comprend les entrées et sorties du système ainsi que les ouvertures de ces entrées et sorties. Le compresseur à ondes de pression présente un certain nombre d'avantages théoriques sur le plan de la suralimentation par rapport à un turbocompresseur, en particulier dans l'hypothèse où de très forts taux de gaz recirculés sont utilisés. Ainsi le compresseur à ondes de pression (ou COP) est probablement nettement moins sensible à l'encrassement du fait de son procédé de compression des gaz qui met en ceuvre la propagation d'une onde de choc. De plus, le COP ne génère pratiquement pas de boucle à basse pression négative, ce qui réduit la consommation à charge partielle. Enfin, il est possible de créer dans le COP des sorties de gaz comprimés dont les compositions sont différentes. Un but de l'invention est d'améliorer la recirculation des gaz d'échappement, notamment en vue de leur stratification. A cet effet, on prévoit selon l'invention un moteur comprenant un premier compresseur à ondes de pression et un deuxième compresseur à ondes de pression. Ainsi, la commande adaptée de chacun des compresseurs permet d'envoyer des gaz recirculés dans le moteur ayant des compositions différentes en vue de leur stratification. Le moteur selon l'invention pourra présenter en outre au moins l'une quelconque des caractéristiques suivantes: - chaque compresseur est agencé pour effectuer deux cycles par tour; - chaque compresseur présente: deux entrées d'admission, deux sorties d'admission, deux entrées d'échappement, et deux sorties d'échappement; - les deux compresseurs sont disposés en parallèle par référence à une circulation de gaz; - chaque compresseur présente au moins une sortie d'admission directement reliée au bloc moteur; - chaque compresseur présente au moins une entrée d'échappement directement reliée au bloc moteur; - les compresseurs présentent des premières sorties d'admission respectives connectées l'une à l'autre et des deuxièmes sorties d'admission respectives connectées l'une à l'autre; - chaque compresseur présente au moins une sortie d'admission reliée au bloc moteur indépendamment de la ou des sorties d'admission de l'autre compresseur; - le bloc moteur présente deux entrées d'admission reliées chacune à chaque compresseur; - le bloc moteur présente une sortie d'échappement reliée à chaque compresseur; - les compresseurs présentent des premières sorties d'échappement respectives connectées l'une à l'autre et des deuxièmes sorties d'échappement respectives connectées l'une à l'autre; - chaque compresseur présente au moins une sortie d'échappement reliée au circuit d'échappement indépendamment de la ou des sorties d'échappement de l'autre compresseur; - les deux compresseurs sont disposés en série par référence à une circulation de gaz; - l'un des compresseurs présente au moins une sortie d'admission reliée au bloc moteur via l'autre compresseur; - l'un des compresseurs présente au moins une entrée d'admission reliée au circuit d'admission via l'autre compresseur; - l'un des compresseurs présente au moins une sortie d'échappement reliée au circuit d'échappement via l'autre compresseur; l'un des compresseurs présente au moins une entrée d'échappement reliée au bloc moteur via l'autre compresseur; - l'un des compresseurs présente des sorties d'échappement reliées à l'autre compresseur indépendamment l'une de l'autre; - au moins l'un des compresseurs présente deux sorties d'admission reliées entre elles; et -au moins l'un des compresseurs présente deux sorties d'échappement reliées entre elles. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront encore dans la description suivante de trois modes préférés de réalisation donnés à titre d'exemples non limitatifs en référence aux dessins annexés sur lesquels: - les figures 1, 2 et 3 sont trois schémas partiels des circuits d'admission et d'échappement de moteurs selon trois modes préférés de réalisation de 5 l'invention. Un premier mode de réalisation de l'invention a été illustré à la figure 1. Sur celle-ci, le véhicule comprend un moteur 1 à explosion qui comprend un bloc cylindre ou bloc moteur 2 et deux compresseurs à ondes de pression 4a, 4b. Chaque COP 4a, 4b est ici agencé pour effectuer deux cycles par tour. Chaque compresseur présente deux entrées d'admission EA 6, deux sorties d'admission SA 8, deux entrées d'échappement EE 10 et enfin deux sorties d'échappement SE 12. Dans ce mode de réalisation ainsi que dans le suivant, les deux COP sont disposés en parallèle l'un par rapport à l'autre par référence à une circulation des gaz côté admission et côté échappement comme on le verra plus loin. Les quatre entrées d'admission 6 des COP sont reliées les unes aux autres ou non. Comme on le voit sur la figure, les sorties d'admission 8 de chaque compresseur sont chacune directement reliées au moteur. Plus précisément, la première sortie d'admission du premier COP 4a est reliée à la première sortie d'admission du deuxième COP 4b et communique au moyen d'un conduit commun 14 avec une entrée d'admission du moteur. De même, la deuxième sortie d'admission du premier COP 4a est reliée à la deuxième sortie d'admission du deuxième COP 4b et communique via un conduit commun 16 avec une deuxième entrée d'admission du moteur, indépendamment du conduit 14. Côté échappement, les quatre entrées d'échappement 10 des COP 30 sont reliées les unes aux autres ou non. La sortie d'échappement unique du bloc moteur 2 communique avec les entrées d'échappement des COP 4a, 4b. Une première sortie d'échappement 12 du premier COP 4a est reliée à la première sortie d'échappement 12 du deuxième COP 4b en débouchant dans un conduit commun 18. De même, les deuxièmes sorties d'échappement 12 des deux COP sont reliées entre elles et débouchent dans un conduit commun 20 indépendamment du conduit 18. Comme on le voit, les entrées d'échappement 10 de chaque compresseur sont directement reliées au moteur. De plus, avec cet agencement, chacune des entrées d'admission du bloc moteur est reliée à chacun des COP. Un deuxième mode de réalisation est illustré à la figure 2. Dans ce moteur 3, la partie du circuit d'admission associée aux entrées d'admission 6 des COP est inchangée par rapport à celle de la figure 1. Cette fois, les sorties d'admission 8 de l'un quelconque des COP sont reliées au bloc moteur 2 indépendamment des sorties d'admission 8 de l'autre COP. Cette liaison se fait en commun pour les deux sorties d'admission du COP considéré ou indépendamment l'une de l'autre. Par conséquent, chacune des deux entrées d'admission du bloc moteur est associée à un seul respectif des COP. La liaison entre la sortie d'échappement du moteur et les entrées d'échappement des COP est inchangée par rapport à celle de la figure 1. Toutefois, cette fois les deux sorties d'échappement de l'un 4a des COP communiquent avec le reste du circuit d'échappement au moyen d'un ou plusieurs conduits 22 indépendant du ou des conduits 24 par le ou lesquels communiquent les sorties d'échappement associées à l'autre COP 4b. Ici encore, on pourra prévoir que les quatre entrées d'admission 6 des deux compresseurs sont reliées entre elles ou non. De même les quatre entrées d'échappement 10 des deux compresseurs pourront être reliées entre elles ou non. Une troisième mode de réalisation a été illustré à la figure 3. Comme on va le voir, dans ce moteur 5 les deux compresseurs sont cette fois disposés en série l'un avec l'autre par référence aux flux de gaz parcourant les circuits d'admission et d'échappement. Ainsi, seules les entrées d'admission 6 du deuxième compresseur 4b communiquent avec la partie amont du circuit d'admission. Et il s'agit du seul 10 circuit avec lequel communiquent ces entrées d'admission. Les deux sorties d'admission 8 de ce même compresseur 4b sont reliées, indépendamment l'une de l'autre ou pas, aux seules entrées d'admission 6 du premier compresseur 4a. Inversement, ces deux entrées d'admission 6 ne communiquent qu'avec les sorties d'admission du deuxième compresseur 4b. Les sorties d'admission 8 du premier compresseur 4a sont reliées indépendamment l'une de l'autre avec les entrées d'admission du bloc moteur 2. Inversement, ces dernières ne communiquent qu'avec les sorties d'admission 8 du premier compresseur 4a. Côté échappement, la sortie d'échappement du bloc moteur 2 est reliée uniquement aux l'entrées d'échappement 10 du premier compresseur 4a. Inversement, ces dernières sont reliées uniquement à la sortie d'échappement du moteur. Les sorties d'échappement 12 du premier compresseur 4a sont reliées indépendamment l'une de l'autre aux entrées d'échappement 10 respectives du deuxième compresseur. Inversement, ces entrées 10 ne communiquent qu'avec les sorties 12 du premier compresseur. Enfin, les sorties d'échappement 12 du deuxième compresseur 4b sont en communication avec le reste du circuit d'échappement non 30 représenté et ne communiquent qu'avec ce circuit. Il en ressort que les sorties d'échappement 12 du deuxième compresseur 4b sont reliées au bloc moteur 2 via le premier compresseur 4a. De même, les entrées d'échappement du deuxième compresseur 4b sont reliées au bloc moteur via le premier compresseur 4a. Les deux entrées d'admission du deuxième compresseur 4a pourront être reliées entre elles ou non. De même, les deux entrées d'échappement du premier compresseur 4a pourront communiquer avec le bloc moteur 2 indépendamment l'une de l'autre ou pas. Les deux sorties d'échappement 10 du deuxième compresseur 4b seront reliées l'une à l'autre ou pas. Dans chacun des modes de réalisation, la double tubulure du bloc moteur côté admission permet de stratifier le taux de gaz d'échappement recirculé. La double tubulure côté échappement permet de commander la stratification en modifiant les sections de passage de l'un ou l'autre des tubes ou des deux tubes à la fois. Le pilotage de la stratification du taux de EGR est obtenu en effet en faisant varier les sections de passage des conduits associés aux sorties d'échappement des gaz par un papillon par exemple ou tout autre système assurant la même fonction. Il est donc possible d'obtenir des taux de gaz recirculés différents dans les tubulures d'admission du bloc moteur en imposant des sections de passage à l'échappement différentes. Il est aussi possible de modifier la composition des gaz dans les tubulures d'admission avec un système d'angle d'ouverture variable pour chaque entrée et chaque sortie de compresseur. Dans les trois modes, l'invention permet la gestion simultanée du taux de gaz recirculés, de sa stratification et de la suralimentation du moteur. On rappelle que l'objectif de la stratification des gaz recirculés est de réduire le bruit de combustion, la consommation et les émissions de polluants. Cette invention répond particulièrement bien à la problématique d'un contrôle dissymétrique de la quantité de gaz rercirculé admise dans un moteur. Bien entendu on pourra apporter à l'invention de nombreuses modifications sans sortir du cadre de celle-ci. REVENDICATIONS 1. Moteur (1; 3; 5) de véhicule comprenant un premier compresseur (4a) à ondes de pression, caractérisé en ce qu'il comprend un deuxième 5 compresseur (4b) à ondes de pression. 2. Moteur (1; 3; 5) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que chaque compresseur (4a, 4b) est agencé pour effectuer deux cycles par tour. 3. Moteur (1; 3; 5) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque compresseur (4a, 4b) présente: -deux entrées d'admission (6) ; - deux sorties d'admission (8) ; - deux entrées d'échappement (10) ; et - deux sorties d'échappement (12). 4. Moteur (1; 3) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les deux compresseurs (4a, 4b) sont 20 disposés en parallèle par référence à une circulation de gaz. 5. Moteur (1; 3) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque compresseur (4a, 4b) présente au moins une sortie d'admission (8) directement reliée au bloc moteur (2). 6. Moteur (1; 3) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque compresseur (4a, 4b) présente au moins une entrée d'échappement (10) directement reliée au bloc moteur (2). io 7. Moteur (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les compresseurs (4a, 4b) présentent des premières sorties d'admission respectives (8) connectées l'une à l'autre et des deuxièmes sorties d'admission respectives (8) connectées l'une à l'autre. 8. Moteur (3) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que chaque compresseur (4a, 4b) présente au moins une sortie d'admission (8) reliée au bloc moteur (2) indépendamment de la ou des sorties d'admission (8) de l'autre compresseur. 9. Moteur (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il présente deux entrées d'admission (6) reliées chacune à chaque compresseur (4a, 4b). 10. Moteur (1; 3) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il présente une sortie d'échappement (12) reliée à chaque compresseur (4a, 4b). 11. Moteur (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les compresseurs (4a, 4b) présentent des premières sorties d'échappement respectives (12) connectées l'une à l'autre et des deuxièmes sorties d'échappement (12) respectives connectées l'une à l'autre. 12. Moteur (3) selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que chaque compresseur (4a, 4b) présente au moins une sortie d'échappement (12) reliée au circuit d'échappement indépendamment de la ou des sorties d'échappement (12) de l'autre compresseur. Il 13. Moteur (5) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les deux compresseurs (4a, 4b) sont disposés en série par référence à une circulation de gaz. 14. Moteur (5) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 et 13, caractérisé en ce que l'un (4b) des compresseurs présente au moins une sortie d'admission reliée au bloc moteur (2) via l'autre compresseur (4a). 15. Moteur (5) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, 13 et 14, caractérisé en ce que l'un (4a) des compresseurs présente au moins une entrée d'admission (6) reliée au circuit d'admission via l'autre compresseur (4b). 16. Moteur (5) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 et 13 à 15, caractérisé en ce que l'un (4a) des compresseurs présente au moins une sortie d'échappement (12) reliée au circuit d'échappement via l'autre compresseur (4b). 17. Moteur (5) selon l'une quelconque des revendications la 3 et 13 à 16, caractérisé en ce que l'un (4b) des compresseurs présente au moins une entrée d'échappement (10) reliée au bloc moteur via l'autre compresseur (4a). 18. Moteur (5) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 et 13 à 17, caractérisé en ce que l'un (4a) des compresseurs présente des sorties d'échappement reliées à l'autre compresseur (4b) indépendamment l'une de l'autre. 19. Moteur (3; 5) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins l'un des compresseurs (4a, 4b) présente deux sorties d'admission (8) reliées entre elles. 20. Moteur (3; 5) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins l'un des compresseurs (4a, 4b) présente deux sorties d'échappement (12) reliées entre elles.