Brevet FR2298700A1 — publié le 19760820

L'invention est relative aux carburateurs pour moteurs à combustion interne du genre de ceux qui comportent dans leur conduit d'admission, en amont d'un organe d'étranglement principal actionné par le conducteur, un organe d'étranglement auxiliaire qui s'ouvre automatiquement et progressivement à mesure qu'augmente le débit d'air traversant ledit conduit et qui commande un organe doseur réglant le débit de combustible dirigé vers ledit conduit à partir d'une source de combustible à pression sensiblement constante, en général sensiblement égale à la pression atmosphérique, sous l'effet de la dépression régnant dans une chambre limitée par les deux organes d'étranglement, de façon que la section de passage offerte à l'air par ledit organe d'étranglement auxiliaire et la section de passage offerte au combustible par ledit organe doseur soient sensiblement proportionnelles, et que l'air et le combustible ainsi débités forment, en marche normale, un mélange de richesse sensiblement constante. L'invention est relative plus particulièrement aux carburateurs du genre ci-dessus défini qui sont munis d'une pompe de reprise, dite aussi pompe d'accélération, comportant une chambre de volume variable reliée d'une part à la source de combustible par un canal d'aspiration muni d'un clapet d'aspiration et, d'autre part, au conduit d'admission alimentant le moteur par un canal de refoulement muni d'un clapet de refoulement et d'un orifice d'injection calibré, chambre qui comprend des moyens propres à dimi- nuer son volume lors des mouvements d'ouverture de l'organe d'étranglement principal. D'une façon générale, une pompe de reprise a pour rôle de refouler une certaine quantité de combustible liquide dans le conduit d'admission du carburateur, lors des accélérations, c'està-dire lorsqu'on ouvre l'organe d'étranglement principal. Dans les carburateurs du genre en question, l'expérience montre que la pompe de reprise n'est pas nécessaire pour les faibles accélérations, c'est-à-dire lors d'une ouverture lente de l'organe d'étranglement principal ; par contre, en cas d'accélération forte et rapide, l'ouverture rapide de l'organe d'étranglement principal fait passer d'une forte dépression dans la partie du conduit d'admission située en aval de l'organe d'étranglement principal (forte dépression qui assèche par évaporation les parois de cette partie du conduit d'admission) à une faible dépression le combustible qui jaillit de I-' organe doseur se dépose alors sur les parois du conduit avant d'arriver aux chambres de combustion du moteur ; ces chambres sont ainsi alimentées par un mélange aircombustible trop pauvre, pendant un temps qui, bien que très court, crée des défauts de fonctionnement du moteur. Par contre, lors des accélérations lentes, l'envoi de combustible par la pompe de reprise ne fait qu'augmenter la consommation et l'émission de gaz polluants. Il constitue donc un inconvénient. Les pompes de reprise des carburateurs existant à l'heure actuelle présentent l'inconvénient d'envoyer du combustible lors de phases de fonctionnement où il n'est pas nécessaire, et présentent donc l'inconvénient ci-dessus. Par exemple, certains carburateurs sont munis de pompes mécaniques reliées par une tringlerie au papillon, de façon à injecter du combustible chaque fois que le papillon s'ouvre. On a également réalisé des carburateurs dans lesquels la pompe de reprise est commandée par un organe pneumatique soumis à la pression qui règne en aval de ltorgen2 d'étranglement principal.Ces pompes, qui utilisent a dSminut rn de dépres- sion lors de l'ouverture de l'organe d'étranglemenf. tlncipal, présentent l'inconvénient supplémentaire d'injecter du combustible, en pure perte, lorsqu'on arrête le moteur.Enfin, il est proposé dans le brevet des Etats-Unis N" 2 363 223, un cars -ateur muni d'une pompe dont l'organe pneumatique de commande e relié d'une part à la dépression qui règne entre les organes d'étranglement par l'intermédiaire d'un calibreur de faible section, d'autre part à l'atmosphère parl'rntermétaire d'un clapet que l'organe d'étranglement principal ouvre lorsqu'il est en position d'ouverture libre (c'est-à-dire notamment lors du fonctionnement au ralenti). Lorsque l'organe d'étranglement principal s'ouvre à partir de sa position de fermeture minimum, la pression qui agit sur l'organe pneumatique passe de la pression atmosphérique à la dépression entre les deux organes d'étranglement et provoque automatiquement une injection de combustible, qui peut être inutile. La présente invention vise à fournir un carburateur répondant mieux que ceux antérieurement connus aux exigences de la pratique, notamment en ce que sa pompe de reprise ne fonctionne que lors des accélérations fortes et rapides. Dans ce but, l'invention propose notamment un carburateur muni d'une pompe de reprise comportant un organe mobile ou déformable soumis en permanence à la pression qui règne entre lesdits organes d'étranglement, tout déplacement dudit organe contre l'action de moyens élastiques de rappel sous l'action d'une diminution de ladite pression provoquant une diminution du volume de ladite chambre. L'invention propose également un carburateur du type ci-dessus défini muni d'une pompe de reprise dont la chambre de volume variable est délimitée par deux organes mobiles ou déformables de dimensions transversales différentes et attelées 1 'une à l'autre, la face externe du qrand organe étant soumise à une pression représentative de la pression atmosphérique et la face externe du petit organe étant soumise à la pression qui règne dans la partie du conduit d'admission située entre les deux organes d'étranglement, des moyens élastiques étant prévus pour repousser l'ensemble des organes mobiles ou déformables dans la direction correspondant à 1'augmentation du volume de la chambre. Les organes mobiles ou déformables sont avantageusement constitués par des membranes de dimensions différentes, dont les périphéries sont pincées de façon étanche dans un boiter et dont les parties centrales, enserres entre des coupelles, sont reliées par une tige rigide. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit d'un carburateur horizontal qui en constitue un mode particulier de réalisation, donné à titre d'exemple non limitatif. La description se réfère aux dessins qui l'accompa- gnent, dans lesquels - la figure 1 montre le carburateur encouDFJsuiMnt unplan vertical, les composants de la pompe de reprise étant représenté tés dans la position qu'ils occupent lorsque le moteur tourne au ralenti - la figure 2, similaire à la figure 1, représente les composants de la pompe dans la position qu'ils occupent immédia- tement après une forte accélération, avant que l'organe d'étranglement auxiliaire n'ait pris sa nouvelle position d'équilibre ; ; - la figure 3 montre la disposition de l'orifice d'injection calibré lorsque l'introduction du combustible débité par la pompe de reprise est faite en aval de l'organe d'étranglement auxiliaire - la figure 4 est une courbe représentative de la variation de la dépression d qui règne dans la partie du conduit d'admission située entre les organes d'étranglement en fonction du débit d'air q, en régime stabilisé (courbe 1), lors d'une ouverture relativement lente du papillon (courbe) et lors d'une ouverture rapide du papillon (courbe III). Le carburateur représenté en figures 1 et 2 comprend dans son conduit d'admission 1, en amont de l'organe d'étranglement principal 2 actionné par le conducteur (par l'intermédiaire 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 traversant le conduit d'admission dans le sens de la flèche f. L'organe d'étranglement auxiliaire 3 commande un organe doseur 4 réglant le débit de combustible aspiré vers le conduit 1, par un canal d'alimentation 5 débouchant en un endroit du conduit 1 où règne sensiblement la même dépression qu'entre les organes d'étranglement 2 et 3. L'organe d'étranglement principal 2 représenté sur les figures 1 et 2 est un papillon calé sur un axe 6 ; l'organe d'étranglement auxiliaire 3, disposé dans l'entrée d'air 7 du conduit 1, peut être constitué par un piston coulissant fixé sur une membrane 8. Cette membrane est soumise s;r l'une de ses faces à la pression (voisine de la pression atmosphérique) régnant dans l'entrée d'air 7 par l'intermédiaire d'un orifice 9. L'autre face de la membrane délimite une chambre 10a reliée à la partie du conduit 1 située entre les organes d'étranglement 2 et 3, par l'intérieur du piston 3 et un trou 10 ménagé à travers la paroi dudit piston 3. On voit que le piston tend ainsi à se soulever sous l'effet de la différence des pressions qui s'exercent sur les deux faces de la membrane 8, contre l'action d'un ressort de rappel 12. L'organe d'étranglement auxiliaire 3 et l'organe d'étranglement principal 2 délimitent ainsi à l'intérieur du conduit d'admission 1 un compartiment 13 dans lequel règne une dépression approximativement constante ou variant légèrement avec les débits d'air, en régime permanent, suivant une loi déterminée qui dépend notamment de la raideur du ressort 12. Au lieu d'être constitué par un piston, l'organe d'étranglement auxiliaire pourrait être constitué par un volet excentré ou un volet équilibré, dont la rotation est commandée par un organe pneumatique soumis à la différence des pressions en amont et en aval du volet. La source de combustible est constituée par une cuve 14 à ni-veau constant, munie d'un orifice d'aération 15 débouchant dans l'entrée d'air 7 du carburateur et contenant un flotteur (non représenté) qui commande l'arrivee du combustible en provenance d'un réservoir. Le combustible peut être aspiré à partir de la cuve 14 vers le conduit d'admission 1 par le canal d'alimentation 5 au travers de la section annulaire laissée libre dans un orifice calibré 16 du canal 5 par l'organe doseur 4. Dans le mode de réalisation illustré, l'organe doseur est constitué par une aiguille de section transversale variable, solidaire du piston coulissant 3. Les déplacements de l'aiquille 4 se traduisent par une variation de la section de passage du combustible. En donnant à l'aiguille 4 un profil convenable, la richesse du mélanqe air/combustible fourni au moteur est sensiblement constante. Après avoir traversé l'orifice 16, le combustible débouche dans le conduit 1 par un orifice 17 d'un bossaqe li en saillie. Au lieu d'être constitué par une aiquille, l'organe de dosaqe Dourrait être d'un autre type, par exemple être du type décrit et revendiqué dans la demande de brevet n 74 42350 déDoss le 20 décembre 1974 par la société demanderesse. La pompe de reprise comprend une chambre de volume variable 18 reliée, d'une part, à la cuve à niveau constant 14 nar l'intermédiaire d'un canal d'aspiration 19 muni d'un clapet d'aspiration 20 et, d'autre part, à un orifice d'injection calibré 23 par un canal de refoulement 21 muni d'un clapet de refoulement 22, ledit orifice d'injection calibré 23 étant orienté de façon à projeter le combustible le plus loin possible vers l'aval du conduit 1. Cela étant, conformément à l'invention, la chambre 18 est délimités par deux organes déformables, constitués des membranes 30 et 34, de dimensions différentes attelées l'une à l'autre par une tige rigide 39. La première membrane 30 est enserrée entre des coupelles 31 et 32 et sa face externe est soumise à la pression atmosphériaue par l'intermédiaire d'un orifice 33. La seconde membrane 34, plus petite que la membrane 30, est enserrée entre des coupelles 35 et 36 et sa face externe constitue une paroi d'une chambre 37 soumise à la dépression régnant dans le compartiment 13.La chambre 37 est reliée au compartiment 13 par un canal de liaison 38 de section suffisante pour que les pressions dans la chambre 37 et dans le compartiment 13 soient toujours sensiblement gales. Un ressort de rappel 40 placé dans la chambre 37 exerce sur la coupelle 36 un effort qui s'oppose à celui du a la dépression qui rqne dans la chambre 37 et tend a déplacer l'ensemble des membranes dans une direction corressondant à une augmentation de volume de la chambre 18, jusqu'à venue en butée contre un bossage 40a du boiter contenant les membranes. Le combustible débité par la pompe de reprise est introduit dans le conduit 1, soit en amont du pistou 3, dIrectement par l'orifice d'injection calibré 23, comme représenté sur les figures 1 et 2, soit en aval du piston 3 (dans la ch.mbre 13 ou en aval du papillon 2) par l'intermédiaire d'une chambre auxiliaire 23b maintenue sensiblement à la pression atmosphérique par un canal 23c relié à l'entrée d'air 7 du conduit 1, le jet de combustible débouchant dans le conduit 1 par un orifice 23a de la paroi dudit conduit 1, orifice disposé sensiblement dans l'axe qénéral dudit jet de combustible, comme représenté sur la figure 3.Cette dernière disposition, destinée à sots'raire l'orifice d'injection à la dépression régnant dans ïe conduit 1, nécessite que la section de l'orifice 23a soit nettement inférieure à la section du canal 23c. Il est toutefois r.--.essaire, pour que l'introduction du combustible dans le conduit -i se fasse convenablement, que la section dudit orifice 23a soit un peu supérieure à la section de l'orifice calibré 23. En suite de quoi, on a le fonctionnement suivant Quand on passe lentement d'un débit d'air A à un débit plus élevé B par ouverture lente du papillon 2, la dépression d dans le compartiment 13 change en suivant sensiblement la loi de variation représentée par la courbe I de la figure 4, c'està-dire la variation en regime stabilisé. Si maintenant, on passe de plus en plus rapidement du débit A au débit B Dar ouverture de plus en plus rapide du papillon 2, on observe pendant un court moment des dépressions d de plus en plus élevées, avec par exemple des valeurs maximales H' ou H", comme représenté respectivement sur les courbes II et III de la figure aui règne en aval du papillon 2 jusqu'à ce aue le piston 3 ait pris une nouvelle position d'équilibre ; ces pointes de dépression dans le compartiment 13 seront d'autant plus élevées que le piston 3 mettra plus de temps à prendre sa nouvelle position d'équilibre, c'est-à-dire que la section de passage du trou 10 sera plus faible. Les pointes de dépression sont transmises dans la chambre 37 de la pompe de reprise par le canal de liaison 38. La transmission de la dépression est quasi instantanée et en tout cas beaucoup plus rapide que dans la chambre 10a, étant donné que le canal 38 ne comporte pas d'étranglement comparable au trou 10 et que le volume de la chambre 37 est très inférieur à celui de la chambre loua. Le ressort 40 de la pompe de reprise est monté de façon à conserver une précompression lorsque l'ensemble des membranes est en butée contre le bossage 40a. Si ce ressort 40 est taré pour que les membranes ne se déplacent qu'à partir d'une dépression C (figure 4 ), on voit que la pompe n'agit que si la pointe de dépression dépasse la valeur C (10 mbars à 100 mbars). Dans le cas illustré en figure 4, une ouverture à vitesse modérée du papillon ne conduit qu'à une dépression H' trop faible pour comprimer le ressort 40. Au contraire, une ouverture brutale du papillon conduit à une dépression H" suffisante pour que la force exercée sur les membranes les déplace en comprimant le ressort 40 et en diminuant le volume de la chambre 18. Comme le montre la figure 2, immédiatement après ouverture brusque et importante du papillon, les membranes 30 et 34 attelées l'une à l'autre sont entraînées vers la gauche. Le volume déplacé par la grande membrane 30 étant plus grand que celui déplacé par la membrane 34, il y a diminution du volume de la chambre 18 et donc injection de combustible dans le conduit 1 par l'intermédiaire du canal de refoulement 21 et de l'orifice d'injection 23. Par un choix convenable de la raideur du ressort 40, on peut obtenir une variation de la course des membranes, et donc du volume à injecter, en fonction de la dépression d lors de l'accélération. On obtient donc ainsi une augmentation du volume à injecter qui est une fonction croissante de la brutalité de l'accélération recherchée. On élimine ainsi les défauts des systèmes antérieurs. L'invention ne se limite pas au mode particulier de réalisation qui a été représenté et décrit à titre d'exemple et il doit être entendu qu'elle s'détend à toutes variantes restant dans le cadre des équivalences. REVENDICATIONS 1.- Carburateur pour moteur à combustion interne comportant, dans son conduit d'admission, en amont d'un organe d'étranglement principal actionné par le conducteur, un organe d'étranglement auxiliaire qui s'ouvre automatiquement et progressivement à mesure. qu'augmente le débit d'air traversant ledit conduit et'qui commande un organe doseur réglant le débit de combustible dirigé vers ledit conduit à partir d'une source de combustible à pression sensiblement constante, en général sensiblement égale à la. pression atmosphérique, sous l'effet de la dépression régnant dans une chambre limitée par les deux organes d'étranglement, de façon que la section de passage offerte à l'air par ledit organe d'étranglement auxiliaire et la section de passage offerte au combustible par ledit organe doseur soient sensiblement proportionnelles, et que l'air et le combustible ainsi débités forment, en marche normale, un mélange de richesse sensiblement constante, carburateur muni d'une pompe de reprise comportant une chambre de volume variable reliée, d'une part, à la source de combustible par un canal d'aspiration muni d'un clapet d'aspiration et, d'autre part, au conduit d'admission alimentant le moteur par un canal de refoulement muni d'un clapet de refoulement et d'un orifice -d1injection calibré, caractérisé en ce que ladite pompe comporte au moins un organe mobile ou déformable soumis en permanence, sur une face, à la pression qui règne entre lesdits organes d'étranglement, tout déplacement dudit organe contre l'action de moyens élastiques de rappel sous l'action d'une diminution de ladite pression provoquant une diminution du volume de ladite chambre. 2.- Carburateur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la chambre de volume variable est délimitée par deux organes mobiles ou déformables de dimensions transversales dif férentes et attelés l'un à l'autre, la face externe du plus grand organe étant soumise à une pression représentative de la pression atmosphérique et la face externe du petit organe étant soumise à la pression qui règne dans la partie du conduit d'admission située entre les deux organes d'étranglément, des moyens élastiques étant prévus pour repousser l'ensemble des organes mobiles ou déformables dans la direction correspondant à l'augmentation du volume de la chambre. 3. Carburateur suivant la revendication 2, caractérisé en ce que les organes mobiles ou déformables sont constitués par des membranes de dimensions différentes, dont les périphéries sont oincAes de façon étanche dans un boitier et dont les tarties centrales, enserres entre des coupelles, sont reliées Dar une tige rigide. 4. Carburateur suivant la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce aue l'orifice d'injection débouche dans le conduit d'admission en amont de l'organe d'étranglement auxiliaire. 5. Carburateur suivant la revendication 1, 2 ou 3, caract- risé en ce que l'orifice d'injection debouche dans le conduit d'admission en aval de l'organe d'étranglement auxiliaire ou en aval de l'organe d'étranglement principal par l'intermédiaire d'une chambre maintenue sensiblement à la pression atmospheriaue, par exemPle par un canal de liaison débouchant dans le conduit d'admission en amont de l'organe d'étranglement auxiliaire. 6. Carburateur suivant la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que les moyens élastiques sont constitués par un ressort de rappel maintenu en précompression au repos.