Brevet FR2303160A1 — publié le 19761001

La présente invention a pour objet un procédé et un dispositif pour l'amélioration de la carburation dans les moteurs a combustion interne dits t explosion. On a depuis longtemps , à partir de constatations très fréquentes, telles que par exemple l'amélioration de la carburation d'un moteur quand un véhicule traverse une foret ou de la baisse du rendement du moteur quand le véhicule roule en altitude, tenté demettre à profit la formation d'hydrogène et d'oxygène naissantsqui résulte de la dissociation de la vapeur d'eau dans certaines conditions de température et de pression. On connait donc déjs de nombreux procédés et dispositif tendant à améliorer le rendement des moteurs à explosion par addition, dans le mélange carburant, de vapeur d'eau, avant l'introduction de ce mélange carburant dans le moteur. Toutefois, un inconvénient de ces procédés et dispositifs réside dans le fait que cette addition est constante, aucun moyen de régulation n'en ayant été encore proposée. I1 en résulte que la proportion optimale de vapeur d'eau dans le mélange carburantn'estatteinte que pour certains régimes du moteur , tandis que pour les autres régimes, cette proportion est loin d'être optimale. Ainsi par exemple au ralenti du moteur, la proportion de vapeur d'eau devient si élevée que l'on risque de noyer le moteur, tandis qu'au régime d'accélération élevée, la proportion de vapeur d'eau risque de ne pas être suffisante pour atteindre le rendement maximum. La présente invention, pour remédier à cet inconvénient, se caractérise en ce que des moyens sont prévus pour que la proportion de vapeur d'eau par rapport au mélange carburant soit constamment ajustée a la valeur optimale en fonction du régime du moteur,par création d'une détente différentielle de la vapeur d'eau produite par rapport à la quantité requise au régime instantané au moment considéré. Dans la pratique, le moyen évidemment le plus simple pour assurer cette détente différentielle consiste à provoquer l'échappement d'une portion de vapeur d'eau proportionnelle à la différence entre la pression initiale de la vapeur et l'aspiration du moteur. Cet échappement peut s'opérer soit par un orifice calibré en fonction de la pression de vapeur d'eau, de manière que l'échappement ne se produise qu'au ralentissement du moteur. Ce calibrage peut d'ailleurs résulter d'un système d'obturation taré , par exemple au moyen d'un clapet à billes soumis à un ressort taré ou d'un obturateur en caoutchouc dont les lèvres sont appliquées l'une contre l'autre de manière à ne s'ouvrir que sous l'effet de lapression différentielle minimum choisie à l'avance. Selon une variante de procédé, au lieu d'un moyen passif pour déclancher l'échappement à partir d'une certaine pression différentielle, on utiliser une commande positive résultant de la liaison entre un élément d'obturation et un organe du moteur, de telle manière que l'élément d'obturation découvre l'orifice à tout moment au degré correspondant à la proportion de vapeur optimale pour le régime du moteur au moment considéré. Ce moyen positif peut consister en un volet basculant, un tiroir coulissant ou une masselotte pivotante obturant plus ou moins l'orifice d'échappement de vapeur et qui peut être lié positivement soit à la tringlerie de l'accélérateur, soit au plongeur d'un électro-aimant, dont I'excitation est obtenue à partir de la génératrice du moteur, de manière que dans tous les cas, le volet, le tiroir ou la masselotte se déplace dans le sens et au degré correspondant au maintien de la proportion voulue entre l'aspiration du moteur au régime considéré et la quantité de vapeur nécessaire à ce moment là. Il en résulte que quand le moteur est au ralenti, l'aspiration étant moindre que dans les régimes élevés, la vapeur d'eau produite par réchauffage de l'eau autour de l'échappement du moteur sera en trop grande quantité et il se produira donc un excédent qui sera évacué par l'orifice de mise à l'air libre, soit en fonction du calibrage de cet orifice, ou du tarage de son moyen d'obturation, soit par l'ouverture plus ou moins grandede cet orifice grâce au système de tringlerie ou du plongeur d'éléctro-aimant précité. Au passage d'un régime ralenti à un régime élevé ou accéléré, le phénomène inverse se produira de sorte que la vapeur ne s'évacuera plus du tout dans la mise à l'air libre mais seraaspirée en totalité vers l'admission da moteur où elle produira son plein effet. C'est en effet dans les régimes élevés ou accélérés que l'on constate pleinement l'efficacité de l'apport de vapeur. En effet, la température dansle moteur est à ce moment là suffisamment élevée pour provoquer la dissociation totale de la vapeur d'eau en hydrogène et oxygène ce qui assure la combustion intégrale du carburant. Outre l'amélioration du fonctionnement du moteur proprement dit, ce procédé assure donc une économie importante en carburant puisque la totalité du carburant est utilisée pour le fonctionnement du moteur et non rejeté en partie à l'extérieur. Au surplus, en raison de l'absence de rejet vers l'extérieur, la pollution se trouve également abaissée en très grande proportion. L'invention est bien entendu applicable non seulement aux moteurs à explosion classiques mais également bien entendu aux moteurs à injecteur, c'est à dire les moteurs à essence dits l,à injection directe" aussi bien que les moteurs diésels fonctionnant au gaz oil. Dans ces derniers cas, il suffit bien entendu d'ajuster le débit des injecteurs et d'amener la vapeur en même temps que l'air par le même orifice d'admission. Bien entendu, bien que l'on se soit référé dans la présente description à un certain nombre d'éléments mécaniques permettant d'assurer la mise en oeuvre faisant l'objet de l'invention, tout autre montage qui contribuerait au meme effet,c'est à dire qui assurerait l'échappement d'une proportion de vapeur d'eau proportionnelle à la différence entre la pression initiale de vapeur et l'aspiration de vapeur entrarait dans le cadre de la présente invention. REVENDICATIONS 1. Procédé pour l'amélioration de la carburation d'un moteur à explosion-, du type dans lequel de l'eau portée à l'état de vapeur parrécupération de la chaleur des gaz d'échappement du moteur est additionnée au mélange carburant avant l'introduc tion de ce dernier dans la chambre de oombustiGn caractérisé en ce que la proportion de vapeur d'eau par rapport au mélange carburant est constamment ajustée à la valeur optimale en fnnction du régime du moteur par création d'une détente diffé rentielle de la vapeur d'eau produite par rapport à la quantité requise au régime instantané au moment considéré. 2. Procédé selon la revendication 1,caractérisé en ce que la détente différentielle est obtenue par l'échappement d'une portion de vapeur d'eau proportionnelle à la différence entre la pression initiale de la vapeur et l'aspiration du moteur. 3. Procédé selon les revendications let 2,caractérisé en ceque l'échappement provoquant la détente différentielle s'opère par un orifice calibré en fonction de la pression de vapeur d'eaude telle manière que l'échappement ne se produise qu'au ralentissement du moteur. 4. Procédé selon les revendications 1 et 2,caractérisé en ce que l'échappement provoquant la détente différentielle s'opère par un système d'obturation taré de manière à ne s'ouvrir que sous l'effet de lapression de vapeur au moment du ralenti sement du moteur. 5. Procédé selon les revendications 1 et 2,caractérisé en ce que l'échappement provoquant la détente différentielle est commandé positivement par un élément en liaison positive avec le fonctionnement du moteur de manière à s'ouvrir à tout moment au degré correspondant à la proportion de vapeur optimale pour le régime du moteur à ce moment considéré. 6. Dispositif pour la mise en eouvre du procédé selon la revendi cation 1,et du type comprenant un circuit alimenté eneau, coopérant avec les tubulures d'échappement du moteur pour transformer cette eau efl vapeur et une conduite d'addition de cette vapeur au mélange carburant avant introduction de ce dernier dans la chambre de combustion, caractérisé en ce que des moyens sont prévus pour l'ajustement de la proportion de vapeur par rapport au mélange carburant par création d'une détente différentielle de la vapeur produite par rapport à la quantité requise au régime instantané du moteur au moment considéré. 7.Dispositif selon la revendication 6,caractérisé en ce que, pour la mise en oeuvre de la variante du procédé faisant l'objet de la revendication 3, les dits moyens consistent dans un orifice pratiqué dans ladite conduite d'addition et calibré en fonction de la pression de vapeur de telle manière que l'échappement ne se produise qu'au ralentissement du moteur. 8.Dispositif selon la revendication 6,caractérisé en ce que pour lamise en oeuvre de la variante du procédé faisant l'objet de la revendication 4,les dits moyens consistent en un système d'obturation taré de manière à ne s'ouvrir que par la pression de vapeur au moment du ralentissement du moteur. 9.Dispositif selon la revendication 8,caractérisé en ce que le système d'obturation taré est un clapet à bille soumis à un ressort taré. 10.Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que le système d'obturation taré est un obturateur encaoutchouc à lèvres appliquées élastiquement l'une contre l'autre de manière à s'ouvrir sous l'effet de la pression différentielle. choisie. 11.Dispositif sélon la revendication 6,caractérisé en ce que pour lamise en oeuvre de la variante du procédé faisant l'objet de la revendication 5,les dits moyens consistent en un élément mécanique en liaison positive avec le fonctionnement du moteur, de manière à s'ouvir, à tout moment, au degré correspondant à la proportion de vapeur optimale pour le régime du moteur à ce moment considéré. 12.Dispositif selon la revendication 11,caractérisé en ce que ledit élément est un volet, un tiroir ouune masselotte d'obura tion d'un orifice d'échappement de vapeur lié positivement à la tringlerie de l'accélérateur de manière à être actionné à tout moment au degré et dans le sens correspondant au maintien de la proportion voulue entre l'aspiration du moteur et la quantité de vapeur, à ce moment déterminé. 13.Dispositif selon la revendication t1,caractérisé en ce que ledit élément est un volet, un tiroir ou une masselotte, commandé par un électro-aimant dnnt l'excitation est obtenue à partir de la génératrice du moteur de manière que ce volet ce tiroir, ou cette masselotte est actionné à tout moment au degré et dans le sens correspondant au maintient de la proportion voulue entre l'aspiration du moteur et la quantité de vapeur à ce moment déterminé.