Brevet FR2264194A1 — publié le 19751010

La présente invention, due à la collaboration de Monsieur Claude HENAULTe se rapporte à un dispositif favorisant le démarrage à chaud des moteurs a combustion interne. Il est connu que lorsqu un moteur a subi un long fonc tionnement à forte charge, donc à température elevée, ou dans des conditions de température atmosphérique élevée conduisant à un refroidissement du moteur difficile, il est difficile de redémarrer le moteur après une période d'arrêt plus ou moins longue n'excédant toutefois pas 1 heure 30. Pendant cette période d'arrêt, et partant d'un moteur très chaud, toute l'énergie thermique emmagasinée dans les pièces du moteur, dans l'eau et dans l'huile, etc.. ,se transmet aux pièces environnant le moteur soit par conduction, soit par rayonnement, et ce d'autant plus facilement que la ventilation du compartiment moteur est Stoppée par l'arrêt du moteur. Cette énergie thermique est transmise plus particulièrement à tout le système d'admission comprenant le carburateur et le collecteur d'admission, ces deux organes tant refroidis par la chaleur latente de vaporisation du carburant lorsque le moteur fonctionne. Les températures atteintes par ces deux organes peuvent atteindre Jusqu'à 90 après une période comprise entre 10 et ÇO minutes d'arrêt du moteur. Il apparaît évident devant de telles températures que l'essence contenue dans la cuve de carburateur se vaporise. A cette température de gO0C,environ 50% de l'essence contenue dans la cuve du carburateur est transformée à l'état de vapeur et est transférée à l'intérieur de la tubulure d'admission par l'intermédiaire de la mise à l'air libre interne de la cuve du carburateur. Même dans le cas ou est prévue une mise à l'air libre externe pendant l'arrêt du moteur, la perte de charge des orifices conduit tcujours à l'augmentation de la pression au-dessus du niveau d'essence dans la cuve et permet donc un certain transfert de vapeur d'essence dans la tubulure d'admission. Paraîlèlerent, cette augmentation de pression dans la cuve du carburateur augmente la charge de l'essence au niveau u bec de giclage et provoque un débordement au niveau des gicleurs de ralenti et plus particulièrement du gicleur principal, puisrX7Ie la garde de débordement n'est qu'au maximum de l0mm d'essence. Des mesures effectuées montrent que la charge peut atteindre 15mm d'essence sur une cuve contenant environ 44cm3 d'essence au déDut du phénomène. Dans ces conditions, on trouve dans la tubulure d'admission, après une période d'arrêt variable du moteur, une.quantité d'essence sous forme de vapeur représentant la partie légère du carburant distillée dans la cuve, et également une quantité d'essence sous forme liquide qui déborde les systèmes de giclage. Cette essence ne distille qu'en partie, puisque suivait la courbe de distillation-elle contient des produits lourds ne distillant que vers 2000C. Il apparaît maintenant évident que lors du redémarrage d'un moteur après une période d'arrêt chaude, le moteur n'aspirera qu'un mélange à richesse très élevée due à la quantité de vapeur et, après le balayage de ces vapeurs, un mélange enrichi fortement par l'épuisement de l'essence liquide. Ces deux conditions entraînent 10/ un temps de départ long (plusieurs secondes) pendant lequel les émissions d'hydrocarbures imbrûlés sont très importantes 20/ un temps d'épuisement de l'essence liquide stockée dans le collecteur d'admission (encore plusieurs secondes) pendant lequel, malgré les explosions du moteur, la montée en régime, donc la montée en dépression du moteur, reste lente. Pendant cette Dé- riode, les émissions d'hydrocarbures imbrûlés à l'échappement restent toujours élevées. La présente invention a pour objet un dispositif pour le démarrage à chaud, permettant d'éviter l'accumulation des vapeurs d'essence dans la tubulure pendant la période d'arrêt et d'assurer un débit d'air important pendant le démarrage de manière à obtenir un mélange correct. Un tel dispositif est essentiellement caractérise par le fait qu'il comprend en combinaison un clapet d'obturation d'un trou d'évacuation de vapeurs d'essence de la tubulure d'ad.missior., un organe thermosensible traduisant la temperature delta tubulure et un organe ré?cnan. àlad-ression dans cette tubulure, 'organe thermosensible et l'organe répondant à la dépression étant reliés au clapet d'obturation pour contrôler sa position de telle sorte qu'il est actionné par organe thermosensible lorsque la tempéra- ture de la tubulure est celle de croisière normale qui est de l'ordre de 300, pour obturer le trou d'évacuation et qu::à l'arrêt du moteur, cette température augmentant, l'organe thermosensible actionne le clapet pour dégager le trou d'évacuation et assure un débit d'air important à travers ce trou, et que 11 organe sensible à la dépression actionne le clapet après le démarrage du moteur lorsque la dépression atteint une valeur déterminée, pour obturer en partie le trou d'évacuation et assurer un débit d'air limité. à travers ce trou pour obtenir un mélange correct de carburant jusqu'à l'obturation complète au trou en régime de croisière ou son découvrement plus complet en cas de conduite menant à une surchauffe de la tubulure d'admission. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description ci-après faite d'un mode de réalisation du dispositif selon l'invention, donné à titre d'exemple en référence au dessin annexé, dans lequel - la figure l est une vue schématique en coupe longitudinale du dispositif ; - la figure 2 montre schématiquement, à plus petite échelle, une vue de l'ensemble du dispositif monté sur la tubulure d'admission d'un moteur. En se rapportant aux figures i et 2, on voit qu'un bilame 1 est monté en contact étroit avec la tubulure d'admission 2 du moteur à combustion interne 3 de sorte que la température de la tubulure se communique au bilame. A cette fin, ce bilame 1 est serré à l'une de ses extrémités, par exemple par une vis 4, cotre la paroi extérieure de la tubulure 2 et porte à son extrémité libre un clapet 5 qui, en position normale de marche du moteur, vien obturer le trou 6 de communication entre la tubulure et l'exté- rieur, notaiient lorsque la température du bilame est inférieure à 30 C, sans que cette température soit limitative. Un boîtier 7, fixé à la tubulure 2 par des vis 8, enfp- me d'un côté le zi'ame l avec le clapet 5, et d'un autre côté, conjoPter.ent avec un couvercle 9, enserre une membrane 10 sensible à la dépression, un conduit il reliant la chambre 12 formée par le couvercle 9 avec la tubulure 2, à travers un trou calibré 13 dans celle-ci. Un ressort 14 est intercalé entre la membrane 10 et le fond du couvercle 9 et tend à maintenir la membrane dans la.posltion d'ouverture du clapet représentée à la figure 1. La chambre 15 formée entre le boîtier 7 et la,tubulure 2 communique par un trou 16 avec un conduit 17 qui la relie au filtre à air 18 du moteur 3.Dans la chambre 15, un levier coudé 21 pivotant sur un axe 22 fixé à la paroi de la chambre a l'extrémité d'un de ses bras articulé sur une tige 23 solidaire de la membrane 10 et l'extrémité de l'autre bras fixée au clapet 5. Le dispositif fonctionne de la façon suivante Lors de l'arrêt du moteur 3, les températures des divers éléments et notamment du bilame 1 augmentent, ce qui a pour effet de déformer ce dernier et de ce fait de dégager 11 ouverture du trou 6 en relevant le clapet 5, permettant ainsi aux vapeurs d'essence dans la tubulure de s'évacuer par ce trou vers- la chambre 15, puis par le trou 16 et le conduit 17 vers le filtre à air 18 de plus grande capacité, relié au diffuseur 19 communiquant avec le carburateur 20. L'évacuation des vapeurs d'essence peut se faire également vers un accumulateur de vapeurs d'essence, tel que le carter du moteur ou une réserve de charbon actif. Lors du redémarrage du moteur, une certaine quantité d'air est aspirée par le même circuit venant ainsi appauvrir le mélange aspiré par le moteur ; en effet, la tubulure d'admission ne contient presque exclusivement que des vapeurs d'essence au démarrage du moteur. Il en résulte une faible émission d'hydrocarbures imbrûlés au démarrage à chaud. Après démarrage du moteur et pendant sa montée en régime, la dépression croit à l'intérieur de la tubulure d'admission, et dans ces conditions, l'appauvrissement effectué par l'air aspiré serait trop important et conduirait au calage du moteur. C'est alors qu'intervient la membrane 10 scumise à la dépression de la tubulure d'admission. Lorsque la dépression dans la tubulure 2 atteint une valeur de l'ordre de 250g/cm2, le membrane 10 est attirée vers ia gauche de la figure 1 et par l'IntermédiaIre de la tige 23 et du levier coud 21 ferme en partie le clapet 5 qui prend la position indiquée en pointillé, diminuant ainsi la quantité d'air entrant par le trou 6.Par un choix approprié du ressort 14 de la membrane la seule action de celle-ci ne permet pas la fermeture complète du trou 6, et tant que la température du bilame reste au-dessus de 300C, ce trou reste en partie ouvert, permettant l'appauvrissement du mélange carburant-air. En croisière normale du véhicule, le bilame 1 reprend une température de 300 qui est la température normale de fonctionnement de la tubulure d'admission 2, et l'orifice d'évacuation 6 est complètement obturé par le clapet 5. En condition de conduite de ville, lorsque la tempéra- ture du bilame atteint 300 C, le trou 6 est découvert en fonction de la température du bilame permettant ainsi un appauvrissement du mélange et diminuant alors les émissions d'hydrocarbures et d'oxyde de carbone (coq). Le trou 6 est calibré en fonction de la cylindrée du moteur pour permettre l'appauvrissement nécessaire du mélange. L'exemple de réalisation n'est pas limitatif et peut être conçu également, par exemple par l'emploi soit de moyens électriques, remplaçant le bilame, soit d'un clapet électronagné- tique commandé en ouverture partielle et totale par des sondes thermostatiques. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour favoriser le démarrage à chaud des moteurs à combustion interne ayant une tubulure d'admission reliée à un filtre a'airs caractérisé par le fait qu'il comprend en com binaison un clapet t5) d'obturation d'un trou (6) d'évacuation de vapeurs d'essence de la tubulure d'admission (2), un organe thermosensible (13 traduisant la température de la tubulure et un organe répondant à la dépression dans la tubulure d'admission, l'organe thermosensIble et l'organe répondant a la dépression étant reliés au clapet d'obturation (5) pour contrôler sa position de telle sorte qu'il est actionné par l'organe thermosensible lorsque la température de la tubulure (2) est celle de croisière normale qui est de l'ordre de 300, pour obturer le trou d'évacuation (6) et qu'à 7'arrêt du moteur, cette température augmentant, l'organe thermosensible actionne le clapet /pour dégager le trou d'évacua- tion et assure un débit d'air importan-t à travers ce trou, et que l'organe sensible à la dépression actionne le clapet après le démarrage du moteur lorsque la dépression atteint une valeur dé terminée, pour obturer en partie le trou d'évacuation et assurer un débit d'air limité à travers ce trou pour obtenir un mélange correct de carburant jusqu'à l'obturation complète du trou en régime de croisière ou son découvrement plus complet en cas de conduite menant à une surchauffe de la tubulure d'admission. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'organe thermosensible l utilisé en combinaison est de façon connue en soi, un bilame. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le clapet (5) est actionné par un organe électromagnétique contrôlé par des sondes thermostatiques. 4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'organe sensible à la dépression est une capsule à membrane élastique (10) dont une tige (22) solidaire de la membrane est articulée sur un bras d'un levier coudé pivotant (21) dont l'autre bras est solidaire dudit clapet. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par le fait que le clapet (5), l'organe there.osensible (1) et le levier coudé (21) sont enfermés dans une chambre (15) formée entre un boîtier (7) et la tubulure d'admission (2) sur laquelle il est fixé, ce boîtier formant partie intégrante avec un élément de la capsule de la membrane (10) dont l'autre élément est relié par un conduit calibré (11, 13) à la tubulure d'admission (2). 6. Dispositif selon la revendicaxion 5, caractérisé par le fait que la chambre (15) du boîtier (7) est reliée par un conduit (17) à une capacité (18), ce conduit servant aussi bien à l'évacuation des vapeurs d'essence de la tubulure d'admission (2) qu'à l'admission d'air dans celle-ci. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé par le fait que ladite capacité est constituée soit par le filtre à air (18) du carburateur (20), soit par un réservoir de vapeurs d'essence, tel que le carter du moteur ou une réserve de charbon actif.