Dispositif de commande de recirculation des gaz d'échappement pour moteurs à combustion interne

Description

[0001] La présente invention se rapporte à un dispositif de commande de recirculation des gaz d'échappement pour un moteur à combustion interne.

[0002] 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.

[0003] 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.

[0004] Le document US-A 4325 348 décrit un dispositif de commande de recircuiation des gaz d'échappement qui comprend deux vannes de commande reliées à une vanne de régulation. La première vanne de commande est disposée dans le passage de recirculation et la seconde dans un conduit reliant le passage d'admission à l'atmosphère. Une électrovanne est susceptible d'agir sur la seconde vanne de commande pour annuler la recirculation.

[0005] Le document US-A 4106 464 décrit un dispositif de commande d'un moteur consommant un mélange pauvre, qui comporte un amplificateur pneumatique pour commander la recirculation des gaz d'échappement, à partir de la dépression régnant à un orifice situé, au ralenti, en amont de l'aile haute d'un papillon de gaz.

[0006] 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.

[0007] 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.

[0008] 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, ainsi qu'un dispositif de régulation général un signal de dépression pour la commande de cette vanne, ce dispositif de régulation est constitué par un amplificateur pneumatique de type additif qui comporte deux chambres supérieur et inférieure, séparées par une membrane portant un clapet sollicité à la fermeture par un ressort logé dans cette chambre supérieure, cette chambre inférieure étant reliée directement à une buse d'un col de venturi.

[0009] Suivant l'invention, la résultante de la dépression de commande de la vanne unique est appliquée sur la face supérieure de la membrane de cet amplificateur pneumatique, engendrée à partir de la dépression régnant à un orifice situé, au ralenti, en amont de l'aile haute d'un papillon de gaz, à travers un calibrage, et diluée par la dépression régnant à cette buse, à travers ce clapet et un autre calibrage.

[0010] Cette particularité caractérise 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.

[0011] 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 fig. 1 est un schéma d'un mode de réalisation préféré conforme à l'invention, et

les fig. 2 et 3 représentent schématiquement deux variantes.

[0012] Comme cela est représenté à la figure 1, un moteur à combustion interne 1 comporte un conduit d'admission 2 d'un mélange air-carburant et un conduit d'échappement 3.

[0013] 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.

[0014] 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.

[0015] 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.

[0016] 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.

[0017] La variante représentée à la figure 2 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.

[0018] La variante représentée à la figure 3 diffère du mode de réalisation décrit ci-dessus suivant la figure 2 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 2 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.

[0019] 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.

[0020] 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.

[0021] 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.

[0022] 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.

[0023] 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.

[0024] 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).

[0025] Suivant le mode de réalisation représenté à la figure 2, 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.

[0026] Suivant le mode de réalisation représenté à la figure 3, 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 prédéterminé, 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.

Revendications

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 méiange 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 étant commandée par la dépression régnant dans le conduit d'admission (2) par l'intermédiaire d'une électrovanne (14), ainsi qu;un duspositif de régulation (13) générant un signal de dépression pour la commande de cette vanne, ce dispositif de régulation (13) étant Constitué par un ampliffcateur pneumatique de type additif (17) qui comporte deux chambres supe- rieure (17a) et inferieure, (17b) separées par une membrane (17c) portaht un clapet (18) sollicité à Ia fermeture par un ressort (19) logé dans cette chambre supérieure (17a), cette chamber inférieure (17b) étant RELIée directement à une buse (16) d'un col de venturi (V), 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 (17), qu'elle est engendrée à partir de la dépression regnant à un orifice (20) situé, au ralenti, en amont de l'aile d'un papillon de gaz (12), à travers un calibrage (21) et qu'elle est diluée par la dé- pressíon régnant à cette buse (16) à travers ce clapet (18) et un calibrage (22)

2. Dispo9sitif de commande de recirculation de gaz d'échappement selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un dispositif complémentaire constitué par des calibrages (23,24) et d'une électrovanne (25) est relié à Ia chambre supérieure (17a) dudit amplificateur (17) pour modifier l'équilibre de la membrane (17c) par une fuite dans ladite4 chambre supérieure, en fonction d'un paramète intervenant par un contacteur (26).

3. Dispositif de commande de recirculation de gaz d'échappement selon la revendication 1, 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.

4, Dispositif de commande de recirculation de gaz d'échappement selon la revendication 1, 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 chambré supérieure, en fonction de la dépression à la buse (16).

Ansprüche

1. Vorrichtung zur Steuerung der Abgasrezirkulation eines Verbrennungsmotors (1), bei dem eine Einlassleitung (2) für ein Luft-Brennstoffgemisch mit einer Auslassleitung (3) über eine Rezirkulationsleitung in Verbindung steht, welche ein Hauptventil (4) und Verbindungsleitungen (5 und 6) aufweist, wobei dieses Ventil von dem in der Einlassleitung (2) herrschenden Unterdruck gesteuert wird, mittels eines Elektroventiles (14), sowie eine Regelanordnung (13) aufweist, die ein Unterdrucksignal zur Steuerung dieses Ventils erzeugt, wobei die Regelanordnung (13) aus einem additiven Druckverstärker (17) besteht, der eine obere Kammer (17a) und eine untere Kammer (17b) enthält, welche von einer Membran (17c) getrennt sihd, die ein Klappenventil (18) trägt, das in Richtung der Schliessstellung von einer Feder (19) beaufschlagt wird, die in der oberen Kammer (17a) angeordnet ist, während die unsere Kammer (17b) direkt mit einer Düse (16) eines Venturi-Rohrs (V) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Resultierende des Steuerunterdrucks des Hauptventiles (4) auf der oberen Fläche der Membran (17c) des Verstärkers (17) angelegt wird, dass sie erzeugt wird ausgehend von dem Unterdruck der in einer Öffnung (20) herrscht, welche beim Verringern der Geschwindigkeit stromaufwärts eines Flügels einer Drosselklappe (12) liegt mittels einer Leitung (21) und dass sie abgebaut wird durch den in "der Düse (16) herrschenden Unterdruck durch das Klappenventil (18) und eine Leitung (22) hindurch.

2. Vorrichtung zur Steuerung der Abgasrezirkulation nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine komplementäre Anordnung, die aus Leitungen (23, 24) und einem Elektroventil (25) besteht, mit der oberen Kammer (17a) des Verstärkers (17) verbunden ist, um das Gleichgewicht der Membran (17c) zu verändern, durch Einspeisung in die obere Kammer als Funktion eines von einem Schalter (26) gesteuerten Parameters.

3. Vorrichtung zur Steuerung der Abgasrezirkulation nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine zusätzliche Anordnung, die aus einem Dekänter geringer Kapazität (27) und einer Leitung (28) besteht zwischen der Düse (16) und der unteren Kammer (17b) des Verstärkers (17) angeordnet ist, um eine Anhäufung von Brennstoff im Verstärker zu vermeiden.

4. Vorrichtung zur Steuerung der Abgasrezirkulation nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine zusätzliche Anordnung, die aus Leitungen (23,24) und einem Druckventil (29) besteht, mit der oberen Kammer (17a) des Verstärkers (17) verbunden ist um das Gleichgewicht der Membran (17c) durch Einlass in die obere Kammer zu verändern als Funktion des Unterdrucks der Düse (16).

Claims

1. Apparatus for controlling the recirculation of exhaust gas for an internal combustion engine (1) in which an air-fuel mixture intake conduit (2) and an exhaust conduit (3) communicate with each other by way of a recirculation circuit comprising a main valve (4) and connecting conduits (5 and 6), said valve being controlled by the depression obtaining in the intake conduit (2) by way of an electrically operated valve (14), and a regulating device (13)for generating a depression signal for controlling said valve, said regulating device (13) comprising a pneumatic amplifier (17) of additive type which comprises two upper and lower chambers (17a and 17b respectively) separated by a diaphragm (17c) bearing a valve means (18) urged towards the closure position by a spring (19) housed in said upper chamber (17a), said lower chamber (17b) being connected directly to a nozzle (16) of a venturi throat (V), characterised in that the resultant of the control depression for the main valve (4) is applied to an upper face of the diaphragm (17c) of the amplifier (17), that it is produced from the depression obtaining at an orifice (20) which at idle is disposed upstream of the limb of a throttle butterfly valve (12) by way of a calibration means (21) and that it is diluted by the depression obtaining at said nozzle (16) by way of said valve means (18) and a calibration means (22).

2. An exhaust gas recirculation control apparatus according to claim 1 characterised in that a complementary device formed by calibration means (23, 24) and an electrically operated valve (25) is connected to the upper chamber (17a) of said amplifier (17) to modify the equilibrium of the diaphragm (17c) by a leak in said upper chamber, in dependence on a parameter which is introduced by way of a switch (26).

3. An exhaust gas recirculation control apparatus according to claim 1 characterised in that an auxiliary device formed by a low-capacity trap means (27) and a calibration means (28) is disposed between the nozzle (16) and the lower chamber (17b) of said amplifier (17) to avoid an accumulation of fuel in said amplifier.

4. An exhaust gas recirculation control apparatus according to claim 1 characterised in that a complementary device formed by calibration means (23, 24) and a manometric valve (29) is connected to the upper chamber (17a) of said amplifier (17) to modify the equilibrium of the diaphragm (17c) by a leak in said upper chamber, in dependence on the depression at the nozzle (16).

Dessins