Brevet FR2242571A1 — publié le 19750328

La présente invention concerne des moyens de chauffage électriques pour la vaporisation du carburant dans des moteurs à combustion interne. Une importante amélioration est le montage du moyen de chauffage électrique dans une plaque de support entre le carburateur et le distributeur d'admission et dans la construction et le montage de ce moyen de chauffage pour réaliser une efficacité maximale du rayonnement de la chaleur dans le mélange air-carburant. Une caractéristique concerne un espacement entre une extrémité d'un élément de chauffage et une partie de surface interne adjacente d'un passage de la plaque de support. Une autre caractéristique concerne la disposition d'un moyen de résistance seulement à une partie d'extrémité de l'unité et la disposition de l'unité par rapport à une soupape d'étranglement tandis qu'une autre caractéristique concerne la position de l'unité de chauffage électrique pour permettre l'emploi d'une plaque de support relativement mince tout en rendant optimal le rayonnement de chaleur dans le carburant. Une autre amélioration concerne une plaque de déviation métallique montée sur un élément de chauffage électrique allongé se prolongeant en relation transversale à la circulation du mélange air-carburant vers les chambres de combustion d'un moteur à combustion interne. La plaque de déviation a de préférence une pluralité d'orifices et aussi de préférence de forme elliptique avec la grande dimension parallele à l'axe longitudinal de l'unité de chauffage électrique.Les trous sont importants pour réduire la résistance à l'écoulement et à permettre à des parties de l'écoulement à être tres proche de parties de surfaces extérieures à haute température de l'unité de chauffage. La surface totale des trous est de préférence de l'ordre d'environ i de la surface totale de la plaque de déviation qui à son tour peut être de l'ordre de i de la surface totale de passage dans lequel sont positionné l'unité de chauffage et la plaque de déviation. Avec la plaque de déviation le contact avec les gouttes de carburant et le rayonnement de la chaleur dans les gouttes sont accrus pour une meilleure vaporisation du carburant et pour augmenter la performance du moteur, La plaque de déviation est de préférence montée sur une unité de chauffage du type dans laquelle la plaque de déviation est soudée à un tube extérieur de l'unité de chauffage électrique avec une console en U de renforcement aussi soudée au tube et à la plaque de déviation. Cet arrangement non seulement fournit une meilleure fixation de la plaque à l'unité, mais aussi augmente la conductibilité de chaleur à la plaque de déviation pour un fonctionnement plus efficace. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront de la description qui va suivre de plusieurs exemples de réalisation et en se référant aux dessins annexés sur lesquels: La figure 1 est une coupe montrant un dispositif construit selon l'invention et installé entre un carburateur et un distributeur d'admission; La figure 2 est une coupe prise substantiellement le long de la ligne II-II de la figure 1. La figure 3 est une vue dru fond du dispositif montré sur les figures 1 et 2. La figure est une coupe à plus grande échelle, montrant la construction et le montage d'un élément de chauffage et de la plaque de déviation du dispositif des figures 1 à 3; et La figure 5 est un schéma électrique. La référence numérique 10 désigne généralement un dispositif contruit selon les principes de l'invention et conçu pour être installé entre la surface de montage 11 d'un carburateur 12 et une surface 13 d'un distributeur d'admission 14 d'un moteur à combustion interne. Le carburateur illustré est un carburateur à deux cylindres ayant deux passages parallèles à carburant 15 et 16 alignés aux passages 17 et 18 du distributeur d'admission 14, avec une paire de soupapes à papillon 19 et 20 étant supportées dans les passages 15 et 16 au moyen d'un arbre commun 21. Les soupapes 19 et 20 sont montrées en position complètement ouverte en trait plein sur les figures l et 2, la position fermée de la soupape 16 étant montrée en pointillé sur la figure 2. Le dispositif 10 comporte une-plaque de montage 22 serrée entre la surface li de montage du carburateur et la surface 13 du distributeur, de préférence avec les joints 23 et 24 engagés entre les surfaces il et 13 et les surfaces planaires opposées de la plaque 22. La plaque 22 a des orifices 25 et 26 pour la circulation du mélange air-carburant des passages de carburateur 15 et 16 dans les passages de distributeur 17 et 18. Il faut noter ici que les passages 17 et 18 n'ont pas besoin d'être séparés mais peuvent être un seul passage bien que les passages séparés tel qu'illustré sont généralement préféré. Une paire d'unité de chauffage électrique allongé 27 et 28 sont montées dans des ouvertures filetées transversales dans le plaque 22 pour se prolonger dans les passages 25 et 26 pour un rayonnement d'une quantité optimale de chaleur dans le mélange aircarburant et pour améliorer la performance et 1 'efficacité et en améliorant aussi le démarage du moteur. Les unités 27 et-28 ont des extrémités 29 et 30 séparées d'une courte distance des parties de surface internes adjacentes des passages 25 et 26 etpour se prolonger ainsi presque complètement par les passages mais vu qu'il niy a pas de contact direct, la conductivité de la chaleur des unités à la plaque 22 est rendue à un minimum et une quantité maximale de chaleur est rayonnée dans le mélange air-carburant. Selon une très importante caractéristique de l'invention, les plaques métalliques de déviation 31 et 32 sont montées aux côtés supérieurs des unités 27 et 28 et se prolongent de points adjacents aux extrémités 29 et 30 vers les extrémités opposées des-unités 27 et 28. Les plaques de déviation 31 et 32 sont chauffées par conductivité directe des unités 27 et 28 et se prolongent transversalement en relation à la direction de circulation pour fournir une surface accrue pour le contact par les gouttes de carburant et pour un rayonnement de chaleur dans les gouttes de carburant pour rehausser la vaporisation de celles-ci, De préférence chacune des plaques 31 et 32 est de préférence en forme elliptique avec la grande dimension parallèle aux axes longitudinaux des unités 27 et 28 et les plaques 31 et 32 sont pourvues d'une pluralité de trous 31a et 32a tel qu'illustré ce qui est très important pour réduire la résistance à l'écoulement et aussi à permettre des parties de la circulation à être très proche des surfaces extérieures à température élevée des unités de chauffage 27 et 28. De préférence, les grandes dimensions des plaques de d8via- tion 31 et 32 sont de l'ordre d'environ les 3/4 du diamètre des passages 17 et 18 tandis que les petites dimensions sont de ltor- dre d'environ la moitié du diamètre des passages 17 etl8. Ainsi, la surface totale de chaque plaque de déviation peut être de l'ordre d'environ la moitié de la surface du passage dans lequel elle est disposée. Chaque plaque de déviation a environ 10 à 25 trous d'une dimension telle que la surface totale de ceux-ci est de l'ordre de la moitié de la surface totale présentée par la plaque Il faut noter ici que la plaque 22 a aussi un alésage 33 arrangé pour recevoir des gaz du carter du moteur pour un écoule ment dans les passages 17 et 18. Cette caractéristique est décrite en détail ci-après. La figure 4 montre la construction et le montage de l'unité de chauffage 27 et le montage de la plaque de déviation 31, il est entendu que la construction de l'autre unité 28 et le montage de la plaque 32 sont semblables. L'unité 27 comporte un tube métallique extérieur 34 qui peut être de préférence en acier inoxydable et monté coulissant dans une douille 35 ayant une première partie filetée 36 adaptée à être vissée dans l'ouverture filetée de la plaque 22, une partie de bride intermédiaire 37, de préférence de forme hexagonale, et une deuxième partie filetée 38 qui reçoit un écrou 39 arrangé pour engager et comprimer un anneau fendu 40 en engagement serré avec la surface extérieure du tube 34, Cet arrangement permet l'enlèvement de l'unité 27 si son remplacement est nécessaire et permet aussi le réglage de la position de l'unité pour obtenir un espacement restreint entre l'extrémité 30 et la surface adjacente de la plaque 22, sans contact réel. L'unité 27 comporte encore une tige cylindrique 41 en céramique ot tout autre matériau isolant autour de laquelle est enroulée une résistance 42, une extrémité du fil 42 étant soudée ou branchée électriquement au tube 34 adjacent à l'extrémité de celui-ci et l'autre extrémité du fil 42 branché à un fil 42 pour être branché aux accus du véhicule ou tout autre source d'énergie électrique. Une douille 44 en verre tissé ou autre matériau isolant entoure la tige 41, le fil de résistance 42 et la partie du fil 43 dans le tube 34. Un bouchon 45 de préférence métallique est. maintenu serré dans l'extrémité du tube 34 avec de préférence un raccord étanche. Une importante caractéristique est que le fil de résistancé 42 est seulement à une partie terminale de l'unité 27 ce qui réduit au minimum la conductivité de chaleur à la plaque 22 et permet aussi l'application de chaleur rayonnante dans une partie parcours d'écoulement du mélange air-carburant de façon à obtenir des résultats optimum.Tel que montré sur la figure 2, l'unité est positionnée de façon que la partie terminale soit positionnée sous une partie 14a de la plaque d'étranglement 14, la partie 14a étant la partie qui se prolonge -vers le bas lorsque la soupape à papillon est ouverte, l'autre partie 14b étant projetée vers le haut lorsque la soupape est ouverte. I1 faut observer que lorsque la soupape à papillon est légèrement ouverte, une grande partie du mélange air-carburant est dirigée à la partie terminale de l'élément lorsqu'il est positionné tel qu'illustré, Une autre caractéristique est la disposition de l'unité à un petit angle de façon que la soupape à papillon 14 puisse être complètement ouverte tout en réduisant encore au minimum l'epais- seur nécessaire de la plaque de montage 22. Cette caracteristique est particulièrement désirable pour des véhicules ou la soupape à papillon lorsque complètement ouverte se prolonge sous le niveau de la surface de montage de celle-ci. La plaque de déviation 31 est de préférence en acier inoxydable et soudée au sommet du tube métallique extérieur 34. En plus une petite console en U 47 est prévue aussi de préférence en acier inoxydable et qui se prolonge autour du tube 34 et soudé à celui-ci. La console 47 a des extrémités tournées vers l'extérieur et soudées à des parties de surface inférieure de la plaque de déviation 31. Une console semblable 48 est prévue pour monter la plaque de déviation 32 sur l'unité 28. Avec cet arrangement de montage, les plaques 31 et 32 sont bien maintenues en position et en plus, la chaleur est directement conduite des tubes métalliques des unités 27 et 28 aux plaques de déviation 31 et 32 avec un degré eleve d'efficacité. Avec les plaques de déviation construites et montées tel qu'illustré et décrit, la vaporisation du carburant est rehaussée et la performance du moteur est substantiellement amélioré. Tel que montré sur la figure 5 les éléments de résistance des unités 27 et 28 sont branchés électriquement à une pile 50 par un interrupteur 51. L'interrùpteur 51 est relié à un interrupteur 53 qui peut être l'interrupteur d'allumage pour brancher les accus à une ligne 54 branchée au système d'allumage. Ainsi les unités 27 et 28 sont excitées en tout temps lorsque l'interrupteur d'allumage est fermé. Les résistances des unités 27 et 28 sont telles qu'une quantité prédéterminée d'énergie électrique est appliquée selon les caractéristiques du moteur pour permettre un rayonnement d'une quantité optimale de chaleur rayonnante dans le mélange air-carburant.La quantité optimale d'énergie électrique est déterminée selon les enseignements du brevet US No 3.556.065. La chaleur rayonnée'dans le mélange air-carburant est celle scessaire à permettre au moteur de développer un couple et une accélération moyenne maximum tout en fonctionnant à des conditions normales de charges, vi tesse etteratures ambiante avec la- soupape à papillon complè tement ouverte. En plus d'augmenter le couple, la puissance et l'efficacité du moteur le dispositif 10 fonctionne aussi pour réduire de beacuoup la formation de dépôts-tcarbone dans le moteur. Les raisons scientifiques de ce résultat ne sont pas connues avec certitude mais on croit que les matériaux de carbone qui sont en contact avec les surfaces à haute températures des unités 27 et 28 et des plaques de déviation 31 et 32 sont transformés en gaz qui sont alors brulés dans les cylindres du moteur. En pratique, les cylindres du moteur restent propres et seul un mince film de résidu de couleur noire reste sur les surfaces des unités 27 et 28 et des plaques de déviation.Pour réduire la pollution il est courant depuis quelques années d'alimenter les gaz par une soupape de contrôle dans le mélange air-carburant créant cependant un sérieux problème en ce qui concerne les dépôts de carbone. L'alésage 33 est utilisé dans certains types de moteur où les gaz à carter sont alimentés dans le distributeur d'admission. En particulier, l'extrémité du tube 55, relié par une soupape de contrôle au carter, est relié par un membre de couplage 56 à une partie filetée d'un membre 57 ayant une partie intermédiaire de forme hexagonale et un filetage intérieur vissé dans l'alésage 33. Le diamètre de l'alésage 33 est plus grand que la distance entre les passages 17 et 18 de façon que des ouvertures sont pourvues de l'alésage 33 dans les passages 17 et 18.Les gaz du carter et les matériaux de carbone dans ceuxci s'écoulent alors à proximité ou en contact avec les unités de chauffage 27 et 28 et plaques de déviation 31 et 32 pour réduire la formation des dépôts de carbone dans le moteur. Le raccordement normal du tube 55 au distributeur d'admission est, bien entendu, bouché dans de tels cas. Le tube 55 et une soupape de contrôle peuvent, bien entendu, être ajoutés pour un-moteur n'ayant pas de tube et soupape de contrôle installés comme équipement d'origine. I1 y a aussi des moteurs dans lesquels les gaz de carter sont alimentés dans le carburateur de façon à être alimentés du côté en amont du dispositif 10. Dans de tels cas, l'alésage 33 n'est pas nécessaire ou il peut être bouché. Bien entendu diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux dispositifs ou procédés qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Appareil pour améliorer la performance d'un moteur à combustion interne caractérisé en ce qu'il comporte un distributeur d'admission et un carburateur incluant un logement ayant un passage d'écoulement, une surface de montage extérieure généralement planaire et généralement transversale à l'axe de ce passage et une plaque d'étranglement dans le passage montée pivotante sur un axe intermédiaire à l'axe de passage d'écoulement et généralemént paral lèle à la surface de montage pour un mouvement entre une position fermée et une position-ouverte dans laquelle un côté de la plaque se projette vers le haut, une plaque de support d'élément de chauffage adaptee pour le montage entre la surface de montage extérieure du carburateur et le distributeur et ayant un passage pour la circulation du mélange air-carburant de ce passage de carburateur dans le distributeur, la plaque ayant une ouverture transversale entre les surf aces opposées et entre le passage et une partie de surface latérale extérieure de cette plaque, et une unité de chauffage électrique allongé supportée par cette plaque pour se prolonger dans cette ouverture transversale, l'unité de chauffage électrique se prolongeant d'une partie de surface latérale intérieure du pas sage à une extrémité terminale espacée d'une courte distance d'une partie de surface latérale interne du passage, l'ouverture transversale ayant un axe dans un plan par l'axe de ce passage et géné ralementEransversal à un plan défini par la plaque d'étranglement et le passage de carburateur, et l'extrémité terminale étant posi tionnée opposée à un côté de la plaque d'étranglement dans la position fermée de celle-ci. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'axe d'ouverture transversale est à un angle par rapport aux plans des surfaces opposées de cette plaque pour positionner cette extrémité terminale en s'éloignant de la plaque d'ranglement. 3. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'unité de chauffage comporte un logement extérieur métallique et un élément -de résistance électrique positionné seulement dans l'ex trémité terminale de cette unité -4. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un membre de déviation métallique monté sur l'unité de chauffage allongé et se prolongeant généralement transversal à la circulation du mélange air-carburant. 5. Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'unité de chauffage électrique allongé comporte un tube métallique allongé généralement cylindrique et un élément de résistance électrique positionné dans le tube et se prolongeant à l'extrémité terminale de cette unité, le membre de déviation étant en métal et fixé intégraLement à un côté du tube. 6. Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce que ce côté du tube est le côté en amont de celui-ci, 7. Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que le membre de déviation a une pluralité d'ouvertures. 8. Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que le membre de déviation a uneXforme elliptique avec le grand axe parallèle à l'axe longitudinal de l'unité de chauffage électrique allongé. 9. Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comporte une console métallique en forme de U se prolongeant autour du tube et soudé à celuic-i et ayant les extrémités recourbées soudées au membre de déviation. 10. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moteur peut tourner sous certaines conditions normales de charge, vitesse et température ambiante et qu'il inclut une soupape à papillon dans le parcours d'écoulement pour contrôler l'écoulement du mélange air-carburant, le moteur ayant des caractéristiques de façon qu'une quantité optimale de chaleur rayonnante appliquée pour rehausser la vaporisation du carburant dans le moyen de parcours soit efficace pour permettre au moteur à développer un couple et une accélération maximum tout en tournant à des conditions normales de charge, vitesse et température ambiante et avec la soupape à papillon complètement ouverte, le couple et accélération moyens étant réduits en proportion à une réduction de la quantité de chaleur rayonnante en-dessous de la quantité optimale et étant aussi réduits en proportion à une augmentation de la quantité de chaleur rayonnante au-dessus de cette quantité optimale, qu'il comporte en outre des connexions électriques pour fournir une certaine quantité d'énergie électrique à cette unité de chauffage électrique, cette quantité d'énergie électrique étant une quantité optimale prédéterminée selon les caractéristiques du moteur et étant efficace pour donner le rayonnement de quantité optimale de l'unité de chauffage au mélange air-carburant dans le moyen de parcours d'écoulement. 11. Appareil selon la revendication 1 , caractérise en ce que la plaque de support a une deuxième ouverture transversale entre les surfaces opposées et entre le passage et une partie de surface latérale extérieure de cette plaque et des moyens pour fournir les gaz après combustion dans cette deuxième ouverture transversale,