Brevet FR2307137A1 — publié le 19761105

La présente invention est relative aux dispositifs d'alimentation en combustible, pour moteurs à combustion interne, qui comportent, d'une part, dans leur conduit d'admission, un organe d'étranglement principal actionné par le conducteur et un organe d'étranglement auxiliaire qui est disposé en amont de l'organe d'étranglement principal et qui est agencé pour s ouvrir automatiquement et progressivement à mesure qu'augmente le débit d'air dans le conduit, d'autre part, une source de combustible sous pression dont le conduit de refoulement, qui débouche dans la partie du conduit d'admission située en aval de l'organe d'étranglement principal, est commandé par au moins une soupape actionnée par un électro-aimant, et, d'autre part, enfin, un système de dosage qui, muni d'un organe fournissant des signaux répétitifs, est propre à envoyer dans ledit électro-aimant au moins un signal d'excitation par période de répétition des signaux, pendant une fraction de ladite période, qui est réglée par le système de dosage. On connaît déjà (brevet NO EN 69 13514 de la demanderesse) de tels dispositifs dans lesquels l'organe fournissant des signaux répétitifs est constitué par un organe entraîné dans un mouvement de rotation continu, avantageusement - mais nonréces- sairement - par le moteur lui-même. La période de répétition est alors la période de rotation de l'organe et le signal d'excitation correspond à une fraction de tour de l'organe. Cette fraction de tour détermine la durée globale d'ouverture de la soupape pendant un intervalle de temps donné et, par conséquent, pour un débit déterminé de combustible, la quantité de combustible injectée dans le conduit d'admission du moteur pendant ledit intervalle de temps. L'invention est relative plus particulièrement encore à ceux des dispositifs du genre ci-dessus défini qui comportent, pour la mise en marche et la marche à froid du moteur, un passage d'air additionnel, d'amont en aval de l'organe d'étranglement principal, la section dudit passage étant commandée par un organe thermostatique sensible à la température du moteur et qui arrête le passage d'air additionnel lorsque cette température at teint une valeur déterminée, inférieure ou au plus égale à la température de régime normal du moteur. Ce passage d'air additionnel peut être un canal distinct du conduit d'admission; il peut aussi être constitué par un es pace additionnel libre entre la paroi du conduit d'admission et les tranches de l'organe d'étranglement principal, dans une position d'ouverture supérieure à la position d'ouverture minimale. Ce passage d'air additionnel est destiné à fournir au moteur froid l'air nécessaire à la formation du mélange air/combustible plus riche, et plus abondant, donnant une marche à froid satisfaisante. Cette disposition présente cependant un inconvénient si le moteur doit être prévu pour pouvoir démarrer à très basse température (par exemple -20iC ou -300C). La tension de vapeur du combustible est alors très faible et, par conséquent, sa vaporisation difficile. Il est alors souhaitable de favoriser la vaporisation du combustible injecté dans la partie du conduit d'admission située en aval de l'organe d'étranglement principal en y créant la dépression la plus forte possible : dans la phase de fonctionnement sur démarreur où le moteur est entraîné à très faible vitesse (par exemple 100 tours/minute) ce résultat est d'autant plus difficile à obtenir que le passage d'air additionnel autorise une entrée d'air dans cette partie du conduit d'admission, entrée qui tend à atténuer la dépression. La présente invention vise à fournir un dispositif répondant mieux que ceux antérieurement connus aux exigences de la pratique, notamment en ce qu'il écarte les inconvénients cidessus. Dans ce but, l'invention propose notamment un dispositif du genre ci-dessus défini dans lequel l'ouverture du passage d'air additionnel n'est autorisée, lorsque la température est inférieure à la valeur déterminée, que lorsque la dépression qui règne dans la partie du conduit d'admission située en aval de l'organe d'étranglement principal est supérieure à une valeur limite prédéterminée. Le passage d'air additionnel peut être constitué par un canal d'air distinct du conduit d'admission; dans ce cas un premier organe d'obturation commandé par ledit organe thermostatique et un second organe d'obturation commandé par la dépression qui règne en aval de l'organe d'étranglement principal peuvent y être interposés en série. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit de dispositifs qui en constituent des modes particuliers de réalisation donnés à titre d'exemples non limitatifs.La description se réfère aux dessins qui l'accompagnent, dans lesquels - la figure i représente un schéma d'ensemble d'un dispositif d'alimentation pour moteur comprenant un canal d'air additionnel établi conformément à un premier mode de réalisation de l'invention, les différents organes étant dans la position correspondant au moteur froid, à l'arrêt ou entraîné par le démarreur à faible vitesse;; - la figure 2 montre plus particulièrement les organes de commande du canal d'air additionnel dans la position qu'ils occupent moteur froid, après démarrage - la figure 3, semblable à la figure 2, montre les mêmes organes dans la position correspondant à la marche du moteur chaud, au ralenti - la figure 4 représente une variante d'exécution de l'::invention, les différents organes étant dans la position correspondant à un moteur froid, à l'arrêt ou entraîné par le démarreur à faible vitesse; - la figure 5 montre une autre variante d'exécution de l'invention, dans laquelle le passage d'air additionnel nécessaire au fonctionnement à froid du moteur est obtenu par ouverture complémentaire de l'organe d'étranglement principal au delà de l'ouver- ture minimale, au moyen d'un élément pneumatique, les différents organes étant représentés dans la position correspondant au moteur froid, à l'arrêt ou entraîné par le démarreur à faible vitesse. Le dispositif d'alimentation illustré en figures 1 à 3 comprend - d'une part, dans son conduit d'admission 1, en amont d'un organe d'étranglement principal 2 constitué par un papillon actionné par le conducteur à l'aide d'une tringlerie (non représentée), un organe d'étranglement auxiliaire 3, qui s'ouvre automatiquement et progressivement à mesure qu'augmente le débit d'air dans le conduit 1 - d'autre part, des moyens pour injecter sous pression du combustible liquide dans la partie du conduit 1 située en aval de l'organe d'étranglement principal 2 - d'autre part, enfin, un système de dosage sensible à la position de l'organe d'étranglement auxiliaire 3 et propre à régler le débit du combustible injecté. Dans le mode de réalisation représenté, l'organe d'étranglement auxiliaire 3 est constitué par un volet calé sur un axe 4, volet actionné par un dispositif pneumatique comprenant une membrane 5 séparant l'une de l'autre deux chambres 6 et 7. La chambre 6 est reliée par un canal 8 à un compartiment 9 constitué par la partie du conduit 1 qui est comprise entre l'organe d'étranglement principal 2 et l'organe d'étranglement auxiliaire 3. L'axe 4 de l'organe 3 est solidaire d'un levier 10 muni, à son extrémité libre, d'un ergot 11 qui coopère avec l'ex- trémité d'une tige 12 liée à la membrane 5. Un ressort 13 tend constamment à fermer le volet 3 contre l'action de la dépression qui règne dans la chambre 6. La chambre 7 est reliée par un trou 14 au conduit d'admission 1 en amont de l'organe d'étranglement auxiliaire 3 pour y faire régner sensiblement la pression atmospherique. La position angulaire prise à chaque instant à l'intérieur du conduit 1 par l'organe d'étranglement auxiliaire 3 correspond en conséquence au débit d'air qui circule dans le conduit 1. Plus le débit d'air est grand, plus l'organe d'étranglement auxiliaire 3 s'ouvre, une dépression sensiblement constante (ou variant selon les caractéristiques du ressort 13)s'établissant dans le compartiment 9. Bien que cette disposition soit particulièrement satisfaisante, l'organe d'étranglement auxiliaire décrit pourrait être remplacé par des équivalents techniques de type connu, tels que ceux décrits dans le brevet français nO 1 546 748 de la société demanderesse. Les moyens d'injection comprennent une source de combustible sous pression qui sera plus explicitement décrite plus loin et dont le conduit de refoulement 40 alimente au moins une soupape d'injection 16 qui débouche dans le conduit 1 en aval de l'organe d'étranglement principal. La soupape 16 est actionnée par un électro-aimant 1 7 excité par des impulsions rectangulaires de courant émises périodiquement par le système de dosage. Etant donné qu'il y a intérêt à soustraire l'orifice d' injection de la soupape à l'influence de la pression régnant à l'endroit du conduit 1 où elle débouche, cet orifice débouche dans une chambre qui communique avec le conduit 1, en amont du papillon 2,par un conduit 99 de section supérieure à celle de l'orifice 98 par lequel le combustible jaillit dans le conduit. Dans le mode de réalisation illustré, le système de dosage comporte - un organe tournant 23, que l'on supposera par la suite entraîné par le moteur (bien que ce ne soit pas indispensable) et qui influence, à chaque tour, un dispositif 22 de création d'impulsions électriques de déclenchement, appliquées en 21 - des moyens sensibles à la position de l'organe d'étranglement auxiliaire 3, et fournissant une information électrique appliquée en 24, comprenant ici un organe commandé par une came 50 et un galet 51 et déplaçant le curseur d'une résistance variable 25 connectée à une source 26 de tension constante - un bloc de commande 20 recevant en 21 et 24 des signaux d'entrée, et fournissant un signal d'injection sur une borne 27, signal qui est ensuite amplifié par un amplificateur 28 et envoyé dans l'électro-aimant 17. Le bloc de commande peut notamment être constitué par des circuits électroniques, par exemple ceux décrits et revendiqués dans le brevet français n" 2 032 021 demandé le 14 février 1969, et les certificats d'addition à ce brevet, auxquels on pourra se reporter. La source de combustible comprend un réservoir 34 alimentant une pompe 38 dont le conduit d'aspiration 39 est relié au bas du réservoir 34 et le conduit de refoulement 40 est relié à la soupape 16. Une canalisation de retour 41 est reliée au réservoir 34 par l'intermédiaire d'un régulateur de pression 33 du genre de ceux dans lesquels la pression de combustible tend à ouvrir un clapet de décharge alors que la dépression régnant dans le compartiment 9 du conduit d'admission, transmise par un conduit 48 et le canal 8, tend à le fermer. Ce type de régulateur est décrit dans le brevet français nO 2 151 627 de la société demanderesse. Le système de mise en marche et de marche à froid représenté sur les figures 1, 2 et 3 comprend un passage d'air additionnel 60 constitué par un canal relié, en aval, à la partie du conduit 1 située en aval du papillon 2 par l'intermédiaire d'une chambre 61 et d'un orifice 62. La section de passage offerte à l'air du canal 60 vers la chambre 61 est commandée par un tiroir 63 coulissant à l'intérieur de la chambre 61. Un ressort 64 maintient le tiroir 62 en contact permanent avec l'extrémité de la tige 65 d'un élément sensible à la température 66. Cet élément 66 peut comporter une enceinte contenant une matière qui, lorsque la température augmente, subit une augmentation de volume qui déplace la tige 65. L'élément 66, solidaire du corps du dispositif d'alinen tation, est porté à une température représentative de celle du moteur par des moyens de chauffage classiques, pouvant être constitués par une circulation d'air réchauffé par passage à proximité de la tubulure d'échappement du moteur ou par une circulation d'eau de refroidissement du moteur dans une chambre 67, comme représenté sur les figures 1 à 3. Cela étant, conformment au mode de réalisation de l'invention représenté sur les figures 1, 2 et 3, la partie amont du canal d'air additionnel 60 est reliée au canpartiment 9 par l'inter- médiaire d'une chambre 70, d'un compartiment 71 et d'un orifice 72, la section de passage entre la chambre 70 et le compartiment 71 étant commandée par un clapet 73 coopérant avec un siège 74 et attelé d'une part à la membrane principale 75 , d'autre part à une membrane auxiliaire 77 d'un élément pneumatique 76; une chambre 78 située entre les membranes 75 et 77 est maintenue à la pression atmosphérique par un orifice 79. La membrane principale 75 sépare la chambre 78 d'une chambre 80, reliée à la partie du conduit 1 située en aval du papillon 2 par un conduit 81. L'attelage du clapet 73 aux deux membranes 75 et 77 est formé par l'empilage sur une tige 82, se terminant par une butée 83, d'une première coupelle 84, de la membrane principale 75, d'une seconde coupelle 85, d'un premier élément tubulaire 86, de la membrane auxiliaire 77, d'un second éliment tubulaire 87 et, enfin, du clapet 73. Les parties terminales des éléments tubulaires 86 et 87 en contact avec la membrane auxiliaire 77 comportent un élargissement jouant le rôle de coupelle vis-à-vis de ladite membrane 77. L'empilage est suivi d'un rivetage par écrasement de la partie terminale 88 de ladite tige 82. Enfin, un ressort 89, s'appuyant d'une part sur la coupelle 84 et, d'autre part, sur le corps de l'élément pneumatique 76, tend à maintenir le clapet 73 appliqué sur son siège 74. Dans la variante représente sur la figure 4, le canal 60 est relié au compartiment 9 par l'intermédiaire de la chambre 101 d'un élément pneumatique 102, d'un passage 103 et d'un orifice 104. La section de passage entre le canal 60 et la chambre 101 est commandée par un clapet 105 coopérant avec un siège 106. Le clapet 105 est attelé à la membrane 107 de l'élément pneumatique 102, en empilant sur une tige 108, solidaire du clapet 105, une première coupelle 109, la membrane 107, une seconde coupelle 110; l'empilement est suivi de l'emmanchement à force, sur la tige 108, d'une butée 111. La chambre 112 de l'élément pneumatique 102, séparée de la chambre 101 par la membrane 107, est reliée à la partie du conduit d'admission 1 située en aval du papillon 2 par un conduit 113. Enfin, un ressort 114 s'appuyant d'une part sur la coupelle 110 et, autre part, sur le corps de l'élément pneumatique 102, tend à maintenir le clapet 105 appliqué sur son siège 106. En suite de quoi on a le fonctionnement suivant, dans le cas du mode de réalisation illustré en figures 1, 2 et 3. Avant démarrage du moteur par temps froid (figure 1), le canal d'air additionnel 60 est fermé par le seul clapet 73, appliqué sur son siège 74 par le ressort 89. En effet, le tiroir 63, commandé par l'élément 66, laisse ouvert le passage entre ledit canal 60 et la chambre 61. Dans la phase d'entraînement du moteur par le démarreur, la vitesse relativement lente à laquelle est entraîné le moteur crée une faible dépression dans la partie du conduit 1 située en aval du papillon 2. Cette dépression est transmise d'une part à la chambre 70 par le canal 60, la chambre 61 et l'orifice 62, et d'autre part à la chambre 80 par le conduit 81. La surface utile du clapet 73 est choisie très voisine de la section efficace de la membrane auxiliaire 77, de façon que l'action de cette dépression dans la chambre 70 soit très faible. D'autre part, le ressort 89 est taré de façon que cette même dépression agissant sur la membrane 75 soit insuffisante pour le comprimer. Le clapet 73 reste donc fermé. Dans ces conditions, la dépression en aval du papillon 2, bien que faible, sera bien plus importante que si une entrée d'air s'effectuait d'amont en aval du papillon 2 par le canal 60; cette dépression aura une action maximale sur la vaporisation du combustible introduit dans le conduit 1 par la soupape 16. Dès que le moteur accélère de lui-même, la dépression en aval du papillon 2 augmente très rapidement et déplace la membrane 75 contre l'effort du ressort 89, ouvrant ainsi le clapet 73 et autorisant le passage de l'air additionnel nécessaire au bon fonctionnement du moteur (figure 2). Le ressort 89 est par exemple taré pour que le clapet s'ouvre dès que la dépression atteint 100 mb envirop. Au fur et a mesure que le-moteur se réchauffe, la tige 65 de l'élément sensible à la températoure 66 s'allonge et repousse progressivement le tiroir 63 jusqu'a fermer le passage entre le canal 60 et la chambre 61, supprimant tout apport d'air addi tionnel par l'intermédiaire dudit canal 60 (figure 3). Le fonctionnement de la variante de l'invention représentée sur la figure 4 est analogue à celui des figures 1 ,2 et3, mais il n'est pas prévu de membrane auxiliaire si bien que la dépression en aval du papillon 2, transmise par le canal 60, exerce une action sur le clapet 105 lorsqu'il est appliqué sur son siège 106 cette action est rendue négligeable en donnant à la membrane 107 une surface efficace qui est grande par rapport à la surface utile du clapet 105. Pendant le fonctionnement sur démarreur (figure 4), la dépression transmise dans la chambre 112 par le conduit il 3 est insuffisante pour actionner la membrane 107 contre l'effort du ressort 114 : le clapet 105 reste fermé, évitant une rentrée d'air qui nuirait à l'évaporation du combustible injecté dans la partie du conduit 1 située en aval du papillon 2. Dès lancement du moteur, la dépression importante transmise dans la chambre 1 1 2 par le conduit 113 déforme la membrane 107, provoquant l'ouverture du clapet 105 et, par conséquent, le passage d'air additionnel dans le canal 60. Après réchauffement du moteur, le canal 60 est à nouveau fermé, dans les mêmes conditions que pour la disposition représentée sur les figures 1, 2, 3. Dans le système de mise en marche et de marche à froid représenté sur la figure 5, le passage d'air additionnel, nécessaire au fonctionnement à froid du moteur, est obtenu par ouverture complémentaire de organe d'étranglement principal 2 au delà de son ouverture minimale fixée par une butée ajustable non représente tée : un levier 120 dont une extrémité est montée folle sur l'axe 2a du papillon 2 tend à ouvrir ce papillon par action sur un ergot 121 solidaire du papillon. L'extrémité libre du levier 120 est munie d'une vis de réglage 122 qui est appliquée, au moyen d'un ressort 123, sur le plat 124 d'un levier 125 dont une extrémité tourne autour d'un axe fixe 126. Un autre plat 127 du même levier 125 coopère avec l'extrémité de la tige mobile 65a d'un élément sensible à la température 66 a, ledit élément 66a étant solidaire du corps du dis positif'd'alimentation et porté à une température représentative de celle du moteur, comme indiqué précédemment, par contact avec une chambre 67a. Avec un tel système, l'ouverture complémentaire du pa pillon 2 est fonction uniquement de la position de l'extrcmit de la tige 65a de l'élément 65a et, par conspuent, de la température du moteur, cette ouverture complémentaire étant d'autant plus grande que le moteur est plus froid. Cela étant, conformément au mode de réalisation de l'invention représenté sur la figure 5, le levier 125 est muni à son extrémité libre d'un ergot 128 qui coopère avec l'extrémité d'une tige 129 liée à la membrane 130 d'un élément pneumatique 131. La membrane 130 est enserrée entre des coupelles 132 et 133, et sépare l'élément pneumatique 131 en deux chambres 134 et 135. La chambre 1 34 est maintenue à la pression atmosphérique, alors que la chambre 135 est soumise à la dépression régnant dans la partie du conduit 1 située en aval du papillon 2, par l'intermédiaire d'un conduit 136. Un ressort 137 qui s'appuie d'une part sur le corps de l'élément pneumatique 131 et d'autre part sur la coupelle 133, tend à augmenter le volume de la chambre 135. En suite de quoi, on a le fonctionnement suivant Avant démarrage du moteur, le ressort 137, choisi plus raide que le ressort 123, maintient la tige 129 et les leviers 125 et 120 dans la position représentée sur la figure 5, la vis 122 étant réglée de façon que le levier 120 soit en contact avec l'ergot 121 sans toutefois provoquer une ouverture du papillon 2 au-delà de l'ouverture minimale. Lorsque le moteur est entraîné lentement par le démarreur, la dépression transmise à la chambre 135 par l'intermédiaire du conduit 1 36 est insuffisante pour actionner la membrane 130 et les différents organes restent dans la position qu'ils occupent sur la figure 5 : le papillon 2 reste dans sa position d'ouverture minimale ; ainsi, la dépression en aval du papillon 2 ne se trouve pas amolndrie par l'introduction d'air additionnel et peut donc provoquer une meilleure vaporisation du combustible introduit en aval dudit papillon 2. Dès que le moteur accélère, ladite dépression devient suffisante pour actionner la membrane 130; le levier 125 se déplace alors jusqu'à amener le plat 127 en butée contre l'extrémité de la tige 65a de l'élément sensible à la température 66a et le levier 120 provoque l'ouverture complémentaire du papillon 2 par entraînement de l'ergot 121, autorisant ainsi le passage de l'air additionnel nécessaire au bon fonctionnement du moteur froid. Au fur et à mesure de l'cchauftement du moteur, la tige 65a de l'élément 66a va s'allonger, ramenant progressivement les leviers 125 et 120 vers la position qu'ils occupent sur la figure 5 et, par conséquent, le papillon 2 vers sa position d'ouver- ture minimale. On voit ainsi que les différentes variantes proposées dans la présente invention concourent toutes à la suppression de l'arrivée d'air additionnel pendant la phase d'entraînement du moteur par le démarreur à faible vitesse, ce qui permet ainsi, dans ladite phase, d'obtenir la dépression la plus importante possible et de favoriser la vaporisation du combustible. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'alimentation en combustible, pour moteur à combustion interne, comportant, d'une part, dans son conduit d'admission, un organe d'étranglement principal actionné par le conducteur et un organe d'étranglement auxiliaire qui est disposé en amont de l'organe d'étranglement principal et qui est agencé pour s'ouvrir automatiquement et progressivement à mesure au'augmente le débit d'air dans le conduit, d'autre part, une source de combustible sous pression dont le conduit de refoulement, qui débouche dans la partie du conduit d'admission située en aval de l'organe d'étranglement principal, est commandé par au moins une soupape actionnée par un électro-aimant et d'autre Dart, enfin, un système de dosage qui, muni d'un organe fournissant des signaux répétitifs, est propre à envoyer dans ledit électro-aimant au moins un signal d'excitation par période, pendant une fraction de la période de répétition des signaux, qui est réglée par ledit système, dispositif muni, pour le démarrage et la marche à froid du moteur, d'un passage d'air additionnel de l'amont à l'aval de l'organe d'étranglement principal, la section dudit passage étant commandée par un organe thermostatique sensible à la température du moteur et qui supprime le passage d'air additionnel lorsque ladite température atteint une valeur déterminée, inférieure ou au plus égale à la température de régime normal du moteur, caractérisé en ce que l'ouverture du passage d'air additionnel n'est autorisée, lorsque la température est inférieure à la valeur déterminée, que lorsque la dépression qui règne dans la partie du conduit d'admission située en aval de l'organe d'étranglement principal est supérieure à une valeur limite prédéterminée. 2. Dispositif suivant la revendication l, caractérisé en ce qu'il comporte un canal d'air constituant le passage d'air additionnel, sur lequel sont interposésun premier organe d'obturation commandé par ledit organe thermostatique, et un second organe d'obturation commandé par la dépression qui règne en aval de l'organe d'étranglement principal. 3. Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que l'organe thermostatique est constitué par un élément porté à une température représentative de celle du moteur, par exemple par une circulation d'air réchauffé par passage à pro ximité de la tubulure d'échappement ou par une chambre dans laquelle circule le fluide de refroidissement du moteur. 4. Dispositif suivant la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que le second organe d'obturation est constitué par un clapet attelé à une membrane principale soumise sur une face à la dépression qui règne en aval de ltorgane d'étranglement principal et qui tend à ouvrir le clapet contre l'action d'un ressort de rappel. 5. Dispositif suivant la revendication 4, caractérisé en ce que ledit clapet est également attelé à une membrane auxiliaire qui délimite avec la membrane principale une chambre intermédiaire soumise à la pression atmosphérique, ladite membrane auxiliaire présentant une surface active inférieure à celle de la membrane principale, de même ordre que celle du clapet, et délimitant également une chambre reliée à l'amont de l'organe d'étranglement principal par l'intermédiaire dudit clapet et à l'aval de l'organe d'étranglement principal par l'intermédiaire du premier organe d'obturation. 6. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ledit passage d'air additionnel est constitué par la différence entre la section de passage offerte par l'organe d'étranglement principal lorsqu'il est dans sa position d'ouverture minimale et la section de passage offerte à l'air lorsque l'organe. d'étranglement principal est dans une position d'ouverture supérieure à la position d'ouverture minimale. 7. Dispositif suivant la revendication 6, caractérisé en ce que le passage d'air additionnel est commandé par un levier présentant une liaison unidirectionnelle avec l'organe d'étranglement principal pour commander celui-ci uniquement dans le sens de l'ouverture à partir de ladite position d'ouverture minimale, levier repoussé dans le sens de l'ouverture par un ressort et dans le sens de la fermeture par ledit organe thermostatique et un élément pneumatique, soumis à la pression qui règne en aval de l'organe d'étranglement principal.