Fonctionnement transitoire et controle de la richesse des moteurs à allumage commandé à injection multipoint Transient Operation and Air-Fuel Ratio Control of Spark-Ignition Port-Injected Engines

Abstract

Sur les moteurs à allumage commandé à injection multipoint on observe des désadaptations de richesse lors de fonctionnement transitoire. Ces désadaptations sont dues au dépôt, sous forme de film liquide, du carburant injecté dans le collecteur. Elles peuvent être compensées par une gestion adéquate de la masse injectée. Ainsi, afin d'obtenir la masse de carburant qui maintient la richesse constante, nous avons développé un modèle bidimensionnel des écoulements dans le collecteur au cours du cycle moteur. Ce modèle décrit l'écoulement des gaz frais, des gouttes injectées, des gaz brûlés refoulés vers l'admission et du film sur les parois, sur le principe de la séparation des phases. Nous montrons que le modèle reproduit correctement le signal de richesse et comment il permet de supprimer les désadaptations. La mesure de richesse est faite à l'échappement avec une sonde à oxygène dont nous validons le fonctionnement en transitoire avec une corrélation à la pression maximale du cycle dans le cylindre. Air-fuel ratio excursions are observed on port-injected spark ignition engines during transients. This excursions result from the liquid fuel film deposited on intake port. They can be compensated by controlling the injected fuel mass. In order to have the amount of fuel that keeps air-fuel ratio constant, we have developed a 2D model of flows in the intake port during engine cycle. This separate phases model describes the flow of fresh gases, injected droplets, hot burned gases and film on port walls. We show that the model effectively predicts the equivalence ratio and how it allows to eliminate excursions. Equivalence ratio measures are made with an oxygen sensor which functioning is validated during transients by correlating it to maximal pressure during engine cycle.