EP0106760A1 - Dispositif de commande de recirculation des gaz d'échappement pour moteurs à combustion interne - Google Patents
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Definitions
- the present invention therefore presents a simple and effective device for controlling the main recirculation valve 4 which is based on an additive amplification of a vacuum signal representative of the air flow admitted to the engine.
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Abstract
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'echappement (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 au venturi (V) du conduit d'admission (2) par l'intermédiaire d'une électrovanne (14). Suivant l'invention, ce dispositif de commande comprend un dispositif de régulation (13) constitué essentiellement par un amplificateur pneumatique de type additif (17) générant un signal de dépression pour la commande de cette vanne principale (4) dont l'intensité est supérieure à la valeur de dépression à la buse (16) du col de venturi (V), d'une valeur constante dans un domaine de fonctionnement étendu. Application: notamment aux moteurs à combustion interne équipés d'un système de recirculation de gaz d'échappement.
Description
- 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'adapter 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 à 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 par l'intermédiaire d'une électrovanne.
- Suivant une première particularité de l'invention, ce dispositif de commande comprend un dispositif de régulation constitué essentiellement par un amplificateur pneumatique de type additif générant un signal de dépression pour la commande de la vanne principale dont l'intensité est supérieure à la valeur de dépression à la buse du col de venturi, d'une valeur constante dans un domaine de fonctionnement étendu.
- Suivant une seconde particularité de l'invention, la valeur constante précitée correspond à la réaction d'un ressort logé dans une chambre supérieure de cet amplificateur pneumatique, rapportée à la surface efficace d'une membrane de ce dernier.
- Ces deux particularités caractérisent un dispositif de commande de recirculation d'une grande simplicité associée à une efficacité élevée, qui est basé sur une amplification additive d'un signal de dépression représentatif du débit d'air admis au moteur.
- D'autres particularités et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple non limitatif et en regard des dessins annexés dans lesquels :
- - la figure 1 est un schéma d'un mode de réalisation préféré conforme à l'invention, et
- les figures 2, 3 et 4 représentent schématiquement trois variantes.
- Comme cela est représenté à la figure l'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 11 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 de gaz d'échappement selon l'invention comprend essentiellement un dispositif de régulation 13 associé à une électrovanne 14 commandée par un contacteur 15. Ce dispositif de régulation 13 est constitué par un amplificateur pneumatique de type additif 17 comportant deux chambres supérieure 17a et inférieure 17b, séparées par une membrane 17c qui porte un clapet 18 sollicité à la fermeture par un ressort 19.
- Le ressort 19 est logé dans la chambre supérieure 17a de l'amplificateur 17 et la chambre inférieure 17b de ce dernier est reliée directement à la buse 16 au col de venturi V du conduit d'admission 2. La résultante de la dépression de commande de la vanne principale 4. de recirculation qui est appliquée sur la face supérieure de la membrane 17c de l'amplificateur pneumatique 17 est engendrée à partir de la dépression régnant à un orifice 20 situé au ralenti, en amont de l'aile haute du papillon de gaz 12, à travers un calibrage 21 ; cette résultante est diluée par la dépression régnant à la buse 16 à travers le clapet 18 et un calibrage 22. Un dispositif complémentaire constitué par des calibrages 23, 24, une électrovanne 25 et un contacteur 26 peut être relié à la chambre supérieure 17a de l'amplificateur pneumatique 17 pour modifier l'équilibre de la membrane 17c de ce ' dernier.
- Dans le cas où ce dispositif de commande de recirculation de gaz d'échappement s'applique à un moteur équipé d'un carburateur, un dispositif auxiliaire formé par un décanteur de faible capacité 27 et un calibrage 28 peut être également rajouté à l'amplificateur pneumatique 17 entre la buse 16 et la chambre inférieure 17b de l'amplificateur 17.
- La variante représentée à la figure 2 diffère essentiellement du mode de réalisation précédemment décrit par le dispositif de régulation qui reste cependant fondé sur le même principe. Un clapet 18 d'un amplificateur pneumatique 17, contrairement au clapet 18 représenté à la figure 1, est sollicité à l'ouverture par un ressort 19 logé dans une chambre supérieure 17a de cet amplificateur.
- La variante représentée à la figure 3 diffère du mode de réalisation précédemment décrit suivant la figure 1 par le dispositif de correction de la régulation qui reste cependant fondé sur le même principe ; l'électrovanne 25 et le contacteur 26 de la figure 1 sont remplacés par une valve manométrique 29 comportant un clapet 30 actionné dans le sens de l'ouverture par la dépression régnant à la buse 16 contre l'action du ressort 31.
- La variante représentée à la figure 4 diffère du mode de réalisation décrit ci-dessus suivant la figure 3 par le dispositif de correction de la dépression de commande qui exerce son action au niveau de la vanne de recirculation par diminution du signal de commande dans la zone des faibles charges, alors que le dispositif correspondant à la figure 3 agissait par augmentation du signal de commande dans la zone des fortes charges ; pour ce faire, la valve manométrique 29 et les calibrages 23, 24 de la figure 3 sont remplacés par une valve manométrique 32, comportant un clapet 33 actionné dans le sens de l'ouverture par la dépression régnant dans le collecteur d'admission, contre l'action d'un ressort 34, et par les calibrages 35 et 36.
- Le dispositif de commande de recirculation de gaz d'échappement précédemment décrit et illustré à la figure 1 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 régulation 13 à travers une électrovanne 14 commandée par un contacteur 15 en fonction par exemple de la température du liquide de refroidissement et/ou d'un rapport de transmission. La dépression de commande est engendrée à partir de la dépression qui règne à l'orifice 20 à travers un calibrage 21 ; cette dépression est diluée par la dépression qui règne à la buse 16 à travers le clapet 18 et le calibrage 22. La résultante de cette dépression de commande s'applique sur la face supérieure de la membrane 17c et s'oppose à la résultante de la dépression régnant à la buse 16, représentative du débit d'air admis au moteur et appliquée sur la face inférieure de la membrane 17c, à laquelle s'ajoute la réaction du ressort 19.
- La dépression de commande est donc égale à la dépression à la buse 16 augmentée d'une valeur constante correspondant à la réaction du ressort 19 rapportée à la surface efficace de la membrane 17c de l'amplificateur pneumatique 17.
- Le dispositif complémentaire constitué par les calibrages 23, 24 et l'électrovanne permet de modifier l'équilibre de la membrane 17c par une fuite dans la chambre supérieure 17a de l'amplificateur pneumatique 17, en fonction d'un paramètre complémentaire intervenant par le contacteur 26 ; ce contacteur agit dans le sens d'une augmentation de la dépression de commande de la vanne principale 4, par exemple en début des phases transitoires d'accélération.
- La présente invention présente donc un dispositif simple et efficace de commande de la vanne principale de recirculation 4 qui est fondé sur une amplification additive d'un signal de dépression représentatif du débit d'air admis au moteur.
- 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 objet de l'invention s'applique à des moteurs équipés de carburateurs, le dispositif auxiliaire constitué par le décanteur de faible capacité 27 et le calibrage 28 permet d'éviter une accumulation de carburant dans l'amplificateur 17 du-fait de l'existence d'une circulation de l'orifice à la buse 16 vers l'orifice 20 (figure 1).
- Suivant le deuxième mode de réalisation représenté à la figure 2, le clapet 18 de l'amplificateur pneumatique 17 règle l'intervention de la dépression régnant à l'orifice 20 situé en amont de l'aile haute du papillon de gaz 12 au ralenti.
- La particularité fonctionnelle réside dans le fait que, lorsque là dépression à la buse 16 devient supérieure à la dépression au niveau du papillon 12, le signal de commande de là vanne de recirculation 4 prend une valeur intermédiaire qui est fonction des calibrages 21 et 22 alors que, suivant le premier mode de réalisation, la dépression au niveau du papillon 12 représente la valeur maximale dans tout le domaine de fonctionnement.
- -Suivant le mode de réalisation représenté à la figure 3, la valve manométrique 29 règle l'intervention d'une fuite à l'atmosphère vers la chambre 17a de l'amplificateur 17, à travers le calibrage 24,lorsque la dépression à la buse excède un niveau prédéterminé, ayant pour conséquence une augmentation du signal d'ouverture de la vanne de recirculation 4.
- Suivant le mode de réalisation représenté à la figure 4, la valve manométrique 32 règle l'intervention d'une fuite à l'atmosphère dans le circuit de commande de la vanne de recirculation 4 à travers le calibrage 36 lorsque la dépression au collecteur d'admission excède un niveau pré-déterminé, ayant pour conséquence de diminuer le signal d'ouverture dans la zone des faibles charges, sans affecter sensiblement l'étage de régulation protégé par le calibrage 35.
Claims (9)
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) par l'intermédiaire d'une électrovanne (14), caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de régulation (13) constitué essentiellement par un amplificateur pneumatique de type additif (17) générant un signal de dépression pour la commande de ladite vanne principale (4) dont l'intensité est supérieure à la valeur de dépression à la buse (16) du col de venturi (V) d'une valeur constante dans un domaine de fonctionnement étendu.
2. Dispositif de commande de recirculation de gaz d'échappement selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite valeur constante correspond à la réaction d'un ressort (19) logé dans une chambre supérieure (17a) dudit amplificateur (17), rapportée à la surface efficace d'une membrane (17c) de ce dernier.
3. Dispositif de commande de recirculation de gaz d'échappement selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'amplificateur pneumatique (17) comporte deux chambres supérieure (17a) et inférieure (17b) séparées par la membrane (17c) qui porte un clapet (18) sollicité à la fermeture par ledit ressort (19) et en ce que ladite chambre inférieure (17b) est reliée directement à la buse(16)du col de venturi (V).
4. Dispositif de commande de recirculation de gaz d'échappement selon la revendication 3, caractérisé en ce que la résultante de la dépression de commande de la vanne principale (4) est appliquée sur la face supérieure de la membrane (17c) de l'amplificateur pneumatique (17), en ce qu'elle est engendrée à partir de la dépression régnant à un orifice (20) situé, au ralenti, en amont de l'aile haute d'un papillon de gaz (12), à travers un calibrage (21) et en ce qu'elle est diluée par la dépression régnant à ladite buse (16) à travers ledit clapet (18) et un calibrage (22).
5. Dispositif de commande de recirculation de gaz d'échappement selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'un dispositif complémentaire constitué par des calibrages (23, 24) et d'une êlec- trovanne (25) est relié à la chambre supérieure (17a) dudit amplificateur (17) pour modifier l'équilibre de la membrane (17c) par une fuite dans ladite chambre supérieure, en fonction d'un paramètre intervenant par un contacteur (26).
6. Dispositif de commande de recirculation de gaz d'échappement selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'un dispositif auxiliaire constitué par un décanteur de faible capacité (27) et un calibrage (28) est disposé entre la buse (16) et la chambre inférieure (17b) dudit amplificateur (17) pour éviter une accumulation de carburant dans ledit amplificateur.
7. Dispositif de commande de recirculation de gaz d'échappement selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'amplificateur pneumatique (17 ) comporte deux chambres supérieure (17 a) et inférieure (17 b) séparées par une membrane (17 c) qui porte un clapet (18 ) sollicité à l'ouverture par un ressort (19 ) et en ce que ladite chambre inférieure (17 b) est reliée directement à la buse (16 ) du col de venturi (V-).
8. Dispositif de commande de recirculation de gaz d'échappement selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'un dispositif complémentaire constitué par des calibrages (23, 24) et d'une valve manométrique (29) est relié à la chambre supérieure (17a) dudit amplificateur (17) pour modifier l'équilibre de la membrane (17c) par une fuite dans ladite chambre supérieure, en fonction de la dépression à la buse (16).
9. Dispositif de commande de recirculation de gaz d'échappement selon les revendications 4 et 7, caractérisé en ce qu'un dispositif complémentaire constitué d'une valve manométrique (32) et des calibrages (35, 36) est relié au circuit de commande de la vanne de recirculation (4) pour modifier l'intensité du signal d'actionnement de ladite vanne de recirculation par une fuite dans ledit circuit, en fonction de la dépression au collecteur d'admission.
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