Brevet FR2319774A1 — publié le 19770225

L'invention concerne un dispositif carburateur pour moteur à combustion interne, avec une chambre de carburant qui est disposée dans la chambre de mélange d'un tube d'aspiration et qui peut être mise en rotation, au moyen d'une roue à ailettes qui tourne dans le courant d'air aspiré, autour de l'extrémité inférieure d'un tube d'adduction de carburant fixé dans le tube d'aspiration, chambre de carburant qui présente au moins un gicleur pour délivrer le carburant dans la chambre de mélange. Un semblable dispositif carburateur, décrit par exemple dans le brevet suisse nO 559 856, donne un mélange air/carburant bien préparé et correctement dosé pour tous les régimes du moteur à combustion interne, au point que la proportion de substances nocives, telles que CO et CH, contenues dans les gaz d'échappement se situe largement au-dessous des valeurs limites admissibles.Des mesures précises des teneurs en CO et CH, de la puissance du moteur et de la consommation de carburant, effectuées sur différents modèles, ainsi que des contrôles détaillés du comportement d'un véhicule équipé d'un semblable carburateur ont montré qu'il existe encore des défauts, notamment un ralenti non satisfaisant, de petites crêtes de CO aux régimes inférieurs ou moyens, trop peu de C0 au régime à pleine charge pour lequel une certaine teneur en CO, bien que faible, dans les gaz d'échappement est ordinairement considérée comme avantageuse, etc. l'invention a pour but de fournir un dispositif carburateur du genre défini dans le préambule, avec lequel ces défauts et phénomènes secondaires soient éliminés, au moins dans une très large mesure, et avec lequel les exigences sévères en ce qui concerne la simplicité de construction en vue d'une fabrication économique soient satisfaites. La solution de ce problème consiste, d'après l'invention, en ce qu'il existe, à l'intérieur du carter de la chambre de carburant, entre une paroi de ce carter et le tube d'adduction de carburant, un espace annulaire dont la longueur est plus grande que le diamètre extérieur du tube d'adduction de carburant et en ce que le diamètre de la chambre de carburant, coaxiale avec le tube d'adduction de carburant, est plus petit que le diamètre extérieur du tube d'adduction de carburant et en ce qu'au moins un passage de carburant, équipé a d'un gicleur à son extrémi- té supérieure, s'écarte latéralement et vers le haut de la chambre de carburant, le gicleur étant un gicleur doseur qui délivre une quantité de carburant qui est au moins approximativement proportionnelle à la racine carrée de la surpression du carburant dans le passage de carburant. De préférence, le diamètre de la chambre de carburant est égal au diamètre intérieur du tube d'adduction de carburant. Le passage de carburant peut présenter un tronçon médian qui est parallèle à l'axe de rotation de la chambre de carburant et dont le diamètre n'est pas supérieur à celui de la chambre de carburant et est supérieur au diamètre du gicleur. Le tronçon initial, qui s'étend entre le tronçon médian du passage de carburant et la chambre de carburant, et le tronçon terminal qui s'étend entre le tronçon médian et le gicleur peuvent être situés chacun dans un plan perpendiculaire à l'axe de rotation de la chambre de carburant et être de préférence orientés radialement. Dans ces conditions, il est particulièrement avantageux qie le tronçon initial, le tronçon médian et le tronçon final du passage de carburant aient le même diamètre et que ce diamètre soit égal ou inférieur de 10% au maximum au diamètre de la chambre de carburant. Pour Pou'une pulvérisation complémentaire du carburant qui jaillit du gicleur, il peut être prévu, devant le gicleur, un dispositif pulvérisateur, notamment sous la forme d'une arête de pulvérisation, ce qui est surtout avantageux dans le cas Où le diamètre requis du gicleur pour délivrer la quantité nécessaire de carburant est trop grand pour une pulvérisation correcte du carburant. En général, on parvient à une préparation optimale du mélange air/carburant en prévoyant un seul gicleur. Mais si deux gicleurs sont par exemple nécessaires à cet effet, il est avantageux que ceux-ci soient disposés dans. le carter de la chambre de carburant à des hauteurs différentes et à une distance angulaire mutuelle qui est inférieure ou égale à 1800. Des exemples de réalisation de l'objet de l'invention sont illustrés par les dessins ci-annexés. La figure 1 est une coupe longitudinale d'un carter de chambre de carburant avec un gicleur. La figure 2 est une coupe longitudinale d'un carter de chambre de carburant avec deux gicleurs diamétralement opposés l'un à l'autre. La figure 3 est une coupe transversale d'un carter de chambre de carburant avec deux gicleurs dont l'écart angulaire est inférieur à 1800. Dans l'exemple de réalisation représenté sur la figure 1, un bloc carter cylindrique d'une chambre de carburant 1, par exemple en aluminium, contient un trou borgne axial 2 qui s'étend de haut en bas et présente un décrochement de son diamètre, sa partie inférieure, qui présente le plus petit diamètre, formant la chambre de carburant 3 et sa partie supérieure, servant à loger le tube d'adduction de carburant 5, ayant un diamètre qui n'est pas beaucoup plus grand que le diamètre extérieur du tube d'adduction de carburant 5, si bien qu'il existe, entre le tube d'adduction de carburant 5 et la paroi 6 du trou, un espace annulaire 4 qui a par exemple une largeur d'environ 0,1 mn. Sur le bloc carter 1 de la chambre de carburant est emmanchée une roue à ailettes 7 en matière synthétique et l'ensemble est monté, en vue de sa rotation autour du tube d'adduction de carburant 5, dans des roulements à billes 8 qui sont fixés au moyen de traverses radiales 9 dans une tubulure 10 qui est insérée dans la chambre de mélange dans la pipe d'admission du moteur à combustion interne.La partie supérieure du trou 2, destinée à recevoir l'extrémité inférieure du tube dadduction de carburant 5, a une hauteur qui correspond à un multiple du diamètre extérieur du tube d'adduction de carburant 5, tandis que la.partie inférieure du trou 2, qui forme la chambre de carburant 3, a un diamètre qui est égal au diamètre intérieur du tube d'adduction de carburant. Â l'intérieur du bloc carter 1, un passage de carburant 11 s'étend de la chambre de carburant 3 jusqu'à un gicleur 12 qui se trouve dans le bloc carter au-dessus des ailettes 7a de la roue à ailettes 7. Le passage de carburant il présente trois tronçons : un tronçon initial lia dirigé radialement qui part de la chambre de carburant 3, un tronçon médian llb parallèle à l'axe de rotation 16 du bloc carter 1 et un tronçon final lic dirigé radialement qui se termine par le gicleur 12. Les différents tronçons lia, 11b, lic du passage sont des trous alésés dans le bloc carter 1. Le gicleur 12 est un gicleur doseur qui a de préférence la forme d'un gicleur normalisé et dont le diamètre détermine la quantité de carburant à délivrer. Le tronçon final lic du passage de carburant il est dimensionné de sorte que la quantité de carburant délivrée par le gicleur 12 soit aumoins approximativement proportionnelle à la racine carrée de la surpression de carburant dans le passage de carburant. Le tronçon médian îib du passage de carburant Il a un diamètre qui n'est pas plus grand que celui de la chambre de carburant 3 et qui est plus grand que celui du gicleur. Le diamètre du tronçon initial radial lia du passage de carburant 11 n'est pas plus petit que celui du tronçon médian 11b de ce passage.De préférence, le tronçon initial 11a, le tronçon médian llb et le tronçon final lic du passage de carburant 11 ont le même diamètre que la chambre de carburant 3 ou leur diamètre est plus petit, de 1}ó au maximum, que le diamètre de la chambre de carburant. Dans un modèle réalisé, les différents diamètres avaient par exemple les valeurs suivantes : diamètre intérieur du tube d'adduction de carburant 5 = diamètre de la chambre de carburant 3 = diamètre du tronçon initial lia du passage de carburant 11 = diamètre du tronçon médian ilb de celui-ci = diamètre du tronçon final lic du passage de carburant 1,6 mm; diamètre du gicleur 12 = 0,5 mm. En vue de la pulvérisation complémentaire du jet pulvérisé de carburant qui sort du gicleur 12, le bloc carter 1 porte un dispositif pulvérisateur 13, de préférence sous la forme d'une arête de pulvérisation. Dans l'exemple de réalisation représenté sur la figure 1, le dispositif de pulvérisation 13 se compose d'une bague 14 qui est par exemple fornée d'une seule pièce avec la roue à ailettes 7 et qui entoure le bloc carter 1 à une distance déterminée. La distance de la bague et sa hauteur au-dessus de l'axe du gicleur sont des facteurs déterminants pour le degré de pulvérisation. Le niveau N du carburant est fixé entre l'orifice de sortie 15 du tube d'adduction de carburant 5 et le gicleur 12. Lorsque le bloc carter 1 est mis en rotation par la roue à ailettes 7, le carburant rencnte dans le passage de carburant 11 vers le gicleur 12, il est dosé par celui-ci et est délivré dans la chambre de mélange à I'état-pulvérisé en gouttelettes très fines par le dispositif pulvérisateur 13.Dans ces conditions, a) la vitesse de rotation de la chambre de carburant 3, du passage de carburant il et du gicleur 12 est au noins approximativement proportionnelle à la quantité d'air aspirée par unité de temps; b) la surpression du carburant en amont du gi- cleur 12, due à la force centrifuge, est au moins approximati venent proportionnelle au carré du nombre de tours; et c) la quantité de carburant délivrée par unité de temps par le gicleur 12 est au moins approximativement proportionnelle à la racine carrée du nombre de tours, si bien que la quantité de carburant délivrée par unité de temps est toujours proportionnelle à la quantité d'air aspirée par unité de temps. En dépit de la construction très simple et des dimensions relativement petites (la figure 1 est un agrandissement), les résultats obtenus avec un semblable carburateur sont éton nomment bons. On a constaté que l'augmentation de la teneur en CO, souhaitable à plein régime, débute à des vitesses de rotation d'autant plus élevées que la distance a est grande entre le tronçon médian îib du passage de carburant 11 et l'axe de rotation 16, parallèles l'un à l'autre, si bien que cette augmentation du CO peut être fixée sans difficultés à une certaine vitesse de rotation voulue. La figure 2 illustre une variante du dispositif carburateur, dans laquelle le bloc carter 1 de la chambre de carburant est équipé de deux gicleurs 12, 12' diamétralement opposés l'un à l'autre. De la chambre de carburant 3 part, vers chaque gicleur 12, 12' un passage de carburant il, 11' qui est réalisé de la même manière que le passage de carburant dans la forme de réalisation de la figure 1, c'est-à-dire que les deux passages de carburant 11 et 11' se composent chacun d'un tronçon initial radial lia, li'a, d'un tronçon médian 11b, 11'bu parallèle à l'axe et d'un tronçon terminal lic, Il 'c, de nouveau radial. Parmi les deux gicleurs, l'un (12') est plus proche de la roue à ailettes 7 que l'autre gicleur 12. Ici, le dispositif pulvérisateur 13, prévu pour la pulvérisation complémentaire du carburant délivré par les gicleurs 12, 12', se compose d'un capuchon 17 emmanché sur le bloc carter 1, capuchon qui étend jusqu' au-dessous du gicleur 12' et présente, au niveau de chacun des gicleurs 12, 12', une découpure pour former une arête de pulvé- risation 18. La figure 3 est une coupe, dans le plan passant par la ligne III-IiI du dispositif carburateur de la figure 2, les deux deux gicleurs 12, 12' n'étant toutefois pas diamétralenent opposés l'un à l'autre comme sur la figure 2, mais séparés par une distance angulaire Sinférieure à 1800, par exemple de 900. Sur la figure 3, le gicleur supérieur est désigné par 12 et le gicleur inférieur par 12'. Le bloc carter cylindrique 1 contient la chambre de carburant 3 d'où partent les passages de carburant 11, 11' vers les gicleurs 12, 12'. Le bloc carter 1 porte la roue à ailettes 7 avec les ailettes 7a et la saillie annulaire 14 qui sert à la pulvérisation complémentaire du carburant délivré. On peut voir aisément qu'avec une structure de base qui est essentiellement la même, le dispositif carburateur décrit ci-dessus peut être adapté sans difficultés aux types de moteurs les plus différents, par le choix du nombre de gicleurs, la réalisation des passages de carburant et le dimensionnement. En particulier, on peut nême se passer de la pulvérisation complémentaire au moyen d'un dispositif pulvérisateur lorsqu'une pulvérisation satisfaisante du carburant est assurée par des vitesses de rotation élevées et un petit diamètre du gicleur. Les oscillations du niveau N du carburant (fig.1) qui surviennent imposent de disposer le gicleur ou les gicleurs à une hauteur minimale appropriée au-dessus de l'orifice de sortie 15 du tube d'adduction de carburant 5.. En général, une hauteur de 10 à 20 mm est suffisante. Pour parvenir à un faible encombrement en longueur du carburateur, il convient donc de monter la roue à ailettes 7 sur le bloc carter 1 au-dessous du gicleur ou des gicleurs. usais la roue à ailettes peut être également disposée au-dessus des gicleurs. REVENDICÂTIONS 1- Dispositif carburateur pour moteur à combustion interne, avec une chambre de carburant qui est disposée dans la chambre de mélange d'un tube d'aspiration et qui peut être mise en rotation, au moyen d'une roue à ailettes qui tourne dans le courant d'air aspiré, autour de l'extrémité inférieure d'un tube d'adduction de carburant fixé dans le tube d' aspiration, chambre de carburant qui présente au moins un gicleur pour déivrer.le carburant dans la chambre de mélange, caractérisé en ce qu'il existe, à l'intérieur du carter(1) de la chambre de carburant, entre une paroi (6) de ce carter et le tube (5) d'adduction de carburant, un espace annulaire (4) dont la longueur est plus grande que le diamètre extérieur du tube (5) d'adduction de carburant, en ce que le diamètre de la chambre de carburant (3) coaxiale avec le tube (5) d'adduction de carburant, est plus petit que le diamètre extérieur du tube (5) d'adduction de carburant, et au moins un passage de carburant (11), équipé d'un gicleur (12) à son extrémité supérieure, s'écarte latéralement et vers le haut de la chambre de carburant (3), le gicleur (12) étant un gicleur doseur qui délivre une quantité de carburant qui est au moins approximativement proportionnelle à la racine carrée de la surpression du carburant dans le passage de carburant (11). 2 - Dispositif carburateur selon la revendication 1 caractérisé en ce que la chambre de carburant (3) a un diamètre qui est égal audiamètre intérieur du tube (5) d'adauction de carburant. ou 2 3 - Dispositif carburateur selon la revendication 1/ caractérisé en ce que le passage de carburant (il) présente un tronçon médian (?il) qui est parallèle à l'axe de rotation (16) de la chambre de carburant (3) et dont le diamètre n'est pas plus grand que celui de la chambre de carburant (3) et est plus grand que celui du gicleur (12). 4 - Dispositif carburateur selon la revendication 3 caractérisé en ce que le tronçon initial (lia) du passage de carburant (11)qui s'étend entre la chambre de carburant (3) et le tronçon médian (i lb) de ce passage est situé dans un plan perpendiculaire à l'axe de rotation (16) de la chambre de carburant (3) et a un diamètre qui n'est pas plus petit que celui tronçon médian (lib) du passage de carburant (11). 5 - Dispositif carburateur selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que le tronçon final (11c) du passage de-carburant (11), qui s'étend entre l'extrémité supérieure du tronçon médian (lob) du passage de carburant (11) et le gicleur (12) est situé dans un plan perpendiculaire à l'axe de rotation (16) de la chambre de carburant (3) et a un diamètre qui est plus grand que celui du gicleur (12). 6 - Dispositif carburateur selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que le tronçon initial (17a) et/ou le tronçon final (lic) du passage de carburant (11) s'étendent en direction radiale; 7 - Dispositif carburateur selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que le tronçon initial (lia) le tronçon médian (?lob) et le tronçon final (?li) du passage de carburant (11) ont le même diamètre qui est égal ou inférieur de 10% au maximum au diamètre de la chambre de carburant (3). 8 - Dispositif carburateur selon l'une au moins des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il n'est prévu qu'un seul gicleur (12). 9 - Dispositif carburateur selon l'une au moins des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il est prévu deux gicleurs (12, 12') et en ce qu'un passage de carburant (11, 11') s'étend entre la chambre de carburant (3) et chacun des gicleurs (12, 12'). 10 - Dispositif carburateur selon la revendication 9 caractérisé en ce que les deux gicleurs (12, 12') sont à des distances différentes de la roue à ailettes (7) en direction axiale. 11 - Dispositif carburateur selon la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce que les deux gicleurs (12, 12') sont diamétralement opposés l'un à l'autre. 12 - Dispositif carburateur selon la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce que les deux gicleurs (12, 12') sont séparés l'un de l'autre par une distance angulaire inférieure à 1800. 13 - Dispositif carburateur selon l'une au moins des revendications 1 à 12, caractérisé en ce qu'en vue d'une pulvérisation complémentaire du carburant délivré par un gicleur (12) au moins, un dispositif pulvérisateur (13) est disposé devant le gicleur. 14 - Dispositif carburateur selon la revendication 13, caractérisé en ce que le dispositif pulvérisateur (13) présente une arête de pulvérisation (18) qui tourne avec la chambre de carburant (3). 15 - Dispositif carburateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que le carter (1) de la chambre de carburant est constitué par un bloc cylindrique qui présente un trou borgne axial (2) destiné à loger le tube (5) d'adduction de carburant et à former la chambre de carburant (3) et en ce qu'il contient des trous iésés pour constituer chaque passage de carburant (11, lIt) s'étendant entre la chambre de carburant (3) et un gicleur (12, 12') situé dans la surface latérale du bloc cylindrique. 16 - Dispositif carburateur selon l'une quelconque des revendications 13 à 15, caractérisé en ce que le dispositif pulvérisateur (13) est constitué par une bague (14) qui entoure à une certaine distance le bloc carter cylindrique (1) au niveau du gicleur ou des gicleurs (12, 12').