Brevet FR2303951A1 — publié le 19761008

L'invention concerne un dispositif, à placer entre le carburateur et la tubulure d'admission aux chambres de combustion d'un moteur à explosion, conçu pour assurer une réduction de la toxicité des gaz d'échappement du moteur et une diminution de la consommation de carburant. On a déjà proposé, pour réduire la toxicité des gaz d'échappement d'un moteur, d'améliorer la combustion du mélange air-carburant venant du carburateur en réalisant un mélange hé toroge ne de manière telle que les fractions les plus riches du mélange carburé soient localisées au voisinage de la bougie d'allumage. À cet effet le système d'admission est scindé en deux faisceaux de richesses différentes, le conduit d'admission normal du moteur étant alimenté en air non carburé ou en mélange pauvre, et un circuit d'admission supplémentaire passant par l'intérieur de la tige de soupape d'admis- - sion dirigeant un mélange carburé riche au voisinage des électrodes de bougies, au moyen d'un conduit disposé sur la tulipe de soupape.Un système de distribution par tiroir au niveau da guide de soupape permet d'assurer le synchronisme des deux admissions. Un tel dispositif connu, s'il est effectivement susceptible de réduire les émissions d'hydrocarbures imbrûlées, entrain pour la réalisation de la synchronisation des admissions de richesses différentes des modifications mécaniques non négligeables du moteur qui, d'une part, augmentent le prix de revient et, d'autre part, sont peu favorables à la longévité du moteur. La présente invention a pour objet de fournir un dispositif particulièrement simple, d'un prix de revient réduit et ne nécessitant pas de pièces en mouvement, qui assure une stratification du mélange air-carburant envoyé aux chambres de combustion du moteur, de façon que ce mélange se répartisse en couches superposées de mélange pauvre et de mélange riche, les couches de mélange riche étant enflammées par les bougies et entraitnant l'inflammation des couches de mélange pauvre, en assurant ainsi une combustion totale, donc un excellent rendement et une réduction très importante des imbrûlées, Le dispositif selon l'invention est essentiellement constitué par une bride destinée à être interposée entre le carburateur et la tubulure d'admission anx:: chambres de combustion du moteur, cette bride présentant une ouverture centrale entourée d'une gorge alimentée en air, de préférence par un système de gicleurs à débits réglables, et débouchant par au moins un orifice à l'intérieur de l'ouverture centrale dans l'espace ménagé entre deux plaques perforées fixées respectivement à la partie supérieure et à la partie inférieure de la bride et se prolongeant pour venir au moins partiellement en regard de l'ouverture centrale de la bride. Les plaques perforées sont de préférence fixées sur deux côtés opposés de l'ouverture centrale de la bride et ont leurs longueurs prévues pour ne pas obturer totalement cette ouverture centrale, la plaque perforée inférieure étant toutefois d'une longueur supérieure à celle de la plaque perforée supérieure. En outre, chaque plaque perforée comporte des perforations présentant en section au moins deux tailles différentes, et les surfaces de passage constituées par les perforations de chacune des plaques perforées supérieure et inférieure sont prévues au moins égales, mais de préférence d'environ 30 % supérieures, à la saleur de la section du carburateur. Selon une forme de réalisation avantageuse, la gorge d'alimentation en air présente une forme en U autour de l'ouverture centrale de la bride (mais elle peut également présenter une forme droite) et elle communique avec cette ouverture par des orifices qui sont percés avec une inclinaison appropriée pour que les filets d'air débouchent entre les deux plaques perforées pour se mêler à l'essence en excès dégagée lors de ltéclatement sur la plaque perforée supérieure de la seine de mélange air-carburant issue du carburateur. On comprend en effet que, avec le dispositif selon l'invention, la veine d'air et de carburant issue du carburateur, sous l'effet de la vitesse acquise, éclate sur la plaque perforée supérieure, une partie du mélange riche passant par les perforations de cette plaque alors que l'excès d'essence rebondissant sur cette plaque perforée se mêle aux jets d'air secondaire pour donner un mélange appauvri qui se distribue par couches superposées avec le mélange riche passant à travers la plaque supérieure, cette vstne stratifiée étant asspiERe dans la tubulure d'admission par l'espace laissé libre entre l'extrémité de la pique perforée inférieure et la paroi de l'ouverture centrale de la bride.De plus la partie de la veine de mélange air-carburant, entrant dans l'ouverture centrale de la bride entre l'extrémité de la plaque perforée supérieure et la paroi de l'ouverture, traverse les jets d'air secondaire qui causent un appauvrissement, puis éclate sur la plaque perforée inférieure à travers laquelle pas se, en direction des chambres de combustion du moteur, une veine de mélange de richesse intermédiaire. La stratification ainsi obtenue du mélange permet une combustion totale de celui-ci à l'intérieur des chambres de combustion du moteur en assurant une puissance accrue de ce dernier tout en diminuant au maximum la consoimation de carburant, et en réduisant dans une grande proportion le tsux des imbrûlés, donc la toxicité des gaz d'échappeaent du moteur. On peut avantageusement associer au dispositif selon l'invention une commande, connue en soi et constituée par exemple par un relais tachymétrique qui, en décélération, coupe l'arrivée de carburant au gicleur de ralenti lorsque la vitesse de rotation du moteur dépasse une valeur prédéterminée, par exemple 1200 tours/minute, et qui rétablit l'alimentation du gicleur de ralenti lorsque, en décélération, la vitesse de rotation du moteur tombe au-dessous de. cette valeur prédéterminée.Ce relais tachymétrique pourra avantageusement être prévu double pour commander aussi, à partir d'une vitesse de rotation du moteur de l'ordre de 3000 tours/minute par exemple, l'alimentation d'un gicleur électrique d'air assurant à l'intérieur de la bride un débit d' air complémentaire pour obtenir une réduction plus importante de l'oxyde de carbone, des hydrooaxBbres et de l'oxyde d'azote, et pour assurer une réduction supplémentaire de la consommation. Pour bien faire comprendre le dispositif objet de la présente invention, on en décrira ci-après une forme d'exécution préférée en référence au dessin schématique annexé dans lequel t la figure 1 est une vue en plan du dispositif selon l'invention ; la figure 2 est une coupe verticale prise selon la ligne II-II de la figure 1 les figures 3 à 6 sont des vues en plan de diverses formes de réalisation des plaques perforées équipant le dispositif selon l'invention 2 et la figure 7 est un schéma montrant un système de commande de gicleurs par relais- tachymétrique double, associé au dispositif selon l'invention. En référence aux figures I et 2 on a représenté en 1 une bride qui présente latéralement des trous oblongs 2 pour sa fixation par vis entre la sortie du carburateur et la tubulure d'admission aux chambres de combustion du moteur, quelle que soit la taille du carburateur. La bride 1 présente une ouverture centrale 3 et, sur sa face supérieure, est fixée une plaque perforée 4 présentant une partie 5 inclinée vers le bas et qui s'introduit à l'intérieur de l'ouverture 3 en ménageant un passage entre le bord libre de la plaque perforée 4 et la paroi de l'ouverture 3. Sur la face inférieure de la bride 1 est fixée, sur le bord de l'ouverture 3 opposé à celui sur lequel est fixée la plaque perforée supérieure 4, une autre plaque perforée 6 présentant également dans le prolongement de l'ouverture 3 une partie inclinée 7, de longueur supérieure à la partie 5 de la plaque perforée supérieure 4 mais ménageant un passage entre son bord libre et la paroi de l'ouverture 3. Autour d'une partie de la périphérie de 1' ouverture 3 de la bride 1 est ménagée une gorge 8, par exemple en forme de U, qui communique avec un conduit 9 percé dans la bride et qui se poursuit par une chambre 10 destinée à recevoir par vissage des gicleurs il d'arrivée d'air qui sont interchangeables de façon à pouvoir réglerledébit d'air dans la gorge 8. La gorge 8 communique avec l'ouverture 9 de la bride 1 par des orifices 12 qui sont percées avec une angulation telle que les jets d'air issus de la gorge 8 soient dirigés entre la plaque perforée supérieure 4 et la plaque perforée inférieure 6. Les plaques perforées présentent une distribution régulière de perforations d'au moins deux tailles différentes, par exemple des perforations 13 de grande section de passage et des perforations 14 de section de passage réduite, la totalité des sections de passage dechaque plaque perforée étant calculée pour être d'environ 30 % supérieure à la section de passage du carburateur.Les perforations présentées par les plaques peuvent être de toute forme convenable, par exemple comme représenté à la figure 9 les perforations 13 peuvent présenter une section en forme de croix, mais cette section peut entre indifféremment en forme de triangle (figure 4), en forme de cercle (figure 5) ou de forme polygonale (figure 6)o On comprend que la partie de la veine de mélange air-carburant provenant du carburateur qui débouche au-dessus de la plaque perforée supérieure 4 épate sur la partie inclinée 5 de cette plaque, une partie de ce mélange riche passant au travers des perforations 13 et 14 de cette plaque pour se diriger vers la tubulure d'admission du moteur sans heurter la plaque perforée inférieure 6, alors que 11 excès de carburant rebondissant et éclatant sur la partie 5 de la plaque 4 se mêle aux filets d'air secondaire issus des orificEs 12 pour constituer un mélange pauvre qui, au-dessous de la partie 5 de la plaque 4, vient constituer avec le mélange riche une disposition stratifiée superposée comprenant une alternance de couches de mélange riche et de couches de mélange pauvre. De plus la partie de la veine de mélange air-carburant provenant du carburateur et qui, longeant la paroi de l'ouverture 3, ne rencontre pas la plaque perforée 4, traverse les Jets d'air secondaire venant des orifices 12, ce qui appauvrit le mélange contenu dans cette veine, puis vient éclater sur la partie 7 de la plaque perforée inférieure 6.Un excès d'essence rebondit sur la plaque inférieure 6 pour se mélanger avec les filets d'air secondaire pour constituer le mélange pauvre vu plus haut, alors que la partie de la veine traversant les perforations de la plaque 6 constitue vers les chambres de combustion du moteur une couche de mélange de richesse intermédiaire. Le dispositif selon l'invention permet donc d'obtenir, à l1entrée de la tubulure d'admission du moteur, une stratification du mélange en des couches de trois niveaux de richesse différents, ce qui permet d'assurer une combustion totale du mélange, donc un excellent rendement, une diminution de la consommation de carburant et une réduction très importante de la toxicité des gaz d'échappement. Coeme schématisé à la figure 7, on peut prévoir d'associer au dispositif selon l'invention, pour réduire encore le taux des gaz d'échappement polluants, un relais tachmétrique double 15 recevant, par un conducteur 16 relit au rupteur d'allumage du moteur, des impulsions électriques proportionnelles à la vitesse de rotation du moteur. le relais tachymétrique 15 comporte un premier relais électro-magnétique 17 destiné, au-dessus -d'une certaine vitesse de rotation du moteur telle que 1 ÒÇ tours/minute par exemple, à maintenir fermé un contact 18 commandant la fermeture d'une électro-vanne 19 alimentant le gicleur de ralenti le relais tachymétrique 15 comporte un second relais électromagnétique 20 qui, pour une-vitesse de rotation du moteur supérieure à une valeur pr4déterminée telle que par exemple 3000 tours/ minute, ouvre un contact 21 qui commande 11 ouverture de l'électro-vanne 22 d'un gicleur secondaire-(non représenté) d'alimentation supplémentaire en air de la gorge 8 du dispositif des figures 1 et 2. Ainsi, l'arrivée de carburant au gicleur de ralenti qui est automatiquement coupée lorsque, en décélaration, la vitesse de rotation du moteur dépasse 1200 tours/iainute, est rétablie lorsque la vitesse tombe au-dessous de cette valeur, ce qui augmente l'efficacité du dispositif selon l'invention lors de la décélération. De plus, lorsque la vitesse de rotation du moteur dépasse 3000 tours/minute, un débit d'air secondaire est automa- tiquement fourni ce qui permet d'appauvrir davantage le mélange en réduisant encore la toxicité des gaz d'échappement. On comprendra que la description ci-dessus n'a été fournie qu'à simple titre d'exemple, sans caractère limitatif, et que des adjonctions ou des modifications constructives pourraient lui être apportées sans sortir du cadre de l'invention ddfinlo par les revendications qui suivent. R E V s N D I C A T I O N SO 1. Dispositif pour assurer une réduction de la toxicité des gaz d'échappement, une diminution de la consommation et une augmentation du rendement dcun moteur à combustion interne, caractérisé par le fait qu'il comprend une bride destinée à etre interposée entre le carburateur et la tubulure d'admission aux chambres de combustion du moteur, omette bride présentant une ouverture centrale entourée d'une gorge alimentée en air et débouchant dans l'ouverture centrale, par au moins un orifice, entre deux plaques perforées fixées respectivement à la partie supérieure et à la partie inférieure de la bride, ces plaques perforées s'étendant dans le prolongement de l'ouverture centrale de la bride. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les-deux plaques perforées ont chacune une partie inclinée dirigée vers le bas et qui ménage un passage entre son extrémité et la paroi de l'ouverture de la bride, la partie inclinée de la plaque perforée supérieure pénétrant à l'intérieur de cette ouverture. 3. Dispositi selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé par le fait que les dites plaques perforées présentent chacune des perforations ayant en section au moins deux tailles 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé par le fait que les surfaces de passage de chacune des deux plaques perforées sont au moins égales, mais de préférence d'environ 30 % supérieures,à la valeur de la section du carburateur. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que les plaques perforées supérieure et inférieure sont fixées sur des côtés opposés de l'ouverture centrale de la bride. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé par le fait que la plaque perforée inférieure est de plus grande longueur que la plaque perforée supérieure. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que la gorge d'alimentation en air présente une forme en U et entoure partiellement l'ouverture centrale de la bride. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérise par le fait que les orifices reliant la gorge à l'ouverture centrale de la bride présentent une inclinaison orientant les filets d'air entre la plaque perforée supérieure et la plaque perforée inférieure. 9. Dispositif salon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait que l'arrivée d'air à la gorge d'alimentation s'effectue par un canal perdé dans la bride et se terminant par une chambre destinée à recevoir des gicleurs de tailles différentes permettant un réglage de 1'arrivé d'air. 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé par le fait qu'il comporte, débouchant dans la dite gorge, une arrivée dtair supplémentaire commandée par un relais tachymétrique double pour ne fonctionner qu'au-dessus d'une première valeur prédéterminée de la vitesse de rotation du moteur, ce relais commandant également en décélération le rétablissement de l'alimentation du gicleur de ralenti lorsque la vitesse de rotation du moteur tombe au-dessous d'une seconde valeur prédéterminée inférieure à la dite première valeur prédéterminée.