Brevet FR2370180A1 — publié le 19780602

L'invention se rapporte d'une manière générale à la préparation du me- lange carburant/comburant pour l'alimentation des moteurs à combustion interne, et concerne plus particulièrement un dispositif correcteur destiné à être asso cié au carburateur d'alimentation en mélange d'un tel moteur entraSnant un véhicule automobile pour en optimiser le fonctionnement durant les phases de ralenti, décélération et/ou accélération, afin de réduire 1'8omission de gaz polluants et la consommation de carburant pour conformité avec les normes de protection de 1' environnement en tenant compte des limitations de vitesse comme des restrictions d'approvisionnement en produits pétroliers. De très nombreux dispositifs visant à satisfaire ce double but ont été jusqu'à présent proposés, partant de la simple adjonction d'un accessoire au système d'alimentation classique - certes capable d'en améliorer le fonctionnement à un certain régime, par exemple de croisière ou de ralenti - jusqu'à la conception d'un système de substitut entierement refondu - carburateur perfectionné ou dispositif d'injection - de coût prohibitif et de règlage très délicat et instable, et voire même à des modifications importantes de la structure du moteur - notamment par l'agencement de chambres de turbulence ou de distribution dite "stratifiée"O Ces dispositifs connus ont pour inconvénients dGetre ou bien inefficaces voire pénalisants aux régimes autres que celui correspondant à leur vocation spécifique, ou bien dextre trop complexes et trop onéreux pour présen- ter une fiabilité suffisante sans servitudes d'entretien rhédibitoireset entrat- ner des économies de carburant justifiant leur coût d'installation. L'invention vise à pallier ce double inconvénient des dispositifs ante- rieurement proposes, en associant au carburateur d'origine utilisé sans modification notable et donc sans altération de ses règlages et de ses performances, un ensemble cohérent d'accessoires simples et peu coateux, faciles à monter et dont l'action combinée permet de satisfaire aux normes anti-pollution et de pro- curer les économies souhaitées de carburant à tous les régimes possibles de fonctionnement du moteur. En effet, selon un premier aspect de l'invention, le dispositif proposé se caractérise essentiellement en ce que la vis de richesse du carburateur d'ori- gine pour le règlage du ralenti est déposée et remplacée par une vis creuse, par laquelle est obturé le débouché du by-pass sous le papillon1 rendu étanche à la fermeture, et par laquelle le mélange air/essence est dirigé vers un carburateur auxiliaire de ralenti7 incluant d'amont en aval un orifice calibreur de débite une chambre de chauffage, une chambre addition d'air secondaire et un canal débouchant dans une bride interposée entre le carburateur origine et la tubu- lure d'admission du moteur. Os manière avantageuse, cette bride porte le carburateur auxiliaire, relié par un conduit souple à la vis creuse précitée Selon un autre aspect de l'invention, le conduit précité comprend un raccord à trois voies, par lequel la vis creuse et l'orifice calibreur du carbu- rateur de ralenti peuvent Autre reliés à l'atmosphère et/ou au collecteur d'échappement du moteur, par l'intermédiaire d'une vanne normalement fermée, actionnée à l'ouverture lorsque l'accélérateur est relchéalors que la vitesse de rotation du moteur est supérieure à une limite prédéterminée. Cette vanne est de préférence une électrovanne dont le circuit d'excitation comprend en série le contact de repos deun inverseur actionné par l'accélérateur au début de sa course, et le contact de travail d'un contacteur centrifuge couplé à un arbre entraîné par le moteur. Selon encore un autre aspect de l'invention, la présence de cet inverseur et de ce contacteur est mise à profit en remplaçant la timonerie de la pompe de reprise par un électroaimant excité lorsque l'accélérateur est actionné alors que la vitesse de rotation du moteur est inférieure à une première limite et/ou supérieure à une seconde limite prédéterminées. Au total, le dispositif conforme à l'invention, constitué d'éléments par nature indérèglables-et peu motteux, peut être facilement adjoint à un carburateur classique sans en modifier les réglages origine, pour en améliorer les prestations durant les phases de fonctionnement les plus critiques du double point de vue de la pollution et de la consommation En effet, au ralenti, le moteur reçoit un débit bien déterminé d'un mélange parfaitement dosé et homogénéisé par réchauffage - donc sans risque d'ac cumulation de gouttelettes de carburant dans le circuit d'admission.En décélération, le moteur est totalement privé de carburant, tandis que l'effet de frein moteur reste assuré par l'air ou les gaz d'échappement admis à travers l'orifice calibreur faisant office d'étranglement. Enfin, en accélération, la pompe de reprise permet d'approcher rapidement le régime de couple maximal au démarrage ou sur les vitesses intermédiaires comme pour doubler sur une route à vitesse limitée en prise directe, ou pour pousser les intermédiaires en conduite sportive. Dans tous les cas d'emploi susmentionnés, non seulement le fonctionnement du moteur n'est nullement perturbé, mais au contraire amélioré par la parfaite adaptation de son alimentation, prapice au respect des normes de pollution comme à l'économie de consommation, et ce sans risque de déréglage. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description détaillée qui suit d'un exemple de réalisation nullement limitatif illustre par le dessin annexé, sur lequel La Figure Unique est une représentation schématique d'un dispositif conforme à l'inventionfi comprenant un carburateur auxiliaire de ralenti et sa bride de montage, une électrovanne et une pompe de reprise modifiée, Le dispositif représenté est associé au carburateur 10 d'origine, qui comprend un corps tubulaire 11 renfermant à son extrémité amont reliée au filtre à air (non représenté) un col rapporté 12 formant un venturi dans l'axe duquel est agencé l'injecteur de carburant 13 alimenté par le gicleur principal 14 relié à la cuve à niveau constant Çnon représentée).Le tronçon aval du corps li terminé par un collet extérieur 15 renferme le papillon 16 qui dans sa position de fermeture représentée obture de manière étanche - après ajustage si besoin est - le passage axial du carburateur 10 entre les débouchés 17 du logement de la vis de richesse de ralenti et 18 du by-pass, tous deux reliés par un canal au gicleur de ralenti 19 par lequel est préparé un mélange air/essence relativement riche. Selon l'invention, la vis de richesse de ralenti est déposée et remplacée par une vis creuse 20 terminée par un pointeau 21 qui obture le débouché 17 et traversée par un canal axial 22 par lequel le mélange issu du gicleur de ralenti 19 est dérivé vers un conduit 23 aboutissant à un raccord à trois voies 24 lui-meme respectivement relié par des conduits 25,26 au carburateur auxiliaire de ralenti 30 dgune part, et à une électrovanne 40 d'autre part. Le carburateur auxiliaire 30 est constitué par un bloc parallèlépipe- dique 31 en alliage léger dans lequel sont ménages cote à cBte deux alésages d'axes parallèles1 reliés par un passage transversal médian.Le conduit 25 issu du raccord triple 24 aboutit à un calibreur de mélange 32, constitué par un ma- melon double vissé sur un coté du bloc 31 et dont le passage axial calibré de- bouche dans le premier alésage, équipé d'un élément chauffant 33 comprenant une résistance électrique alimentée par une traversée étanche 34 à partir de l'un des piles de l'installation électrique du véhicule sous cantrôle du contact général, par exemple à partir de la borne (+) de la bobine d'allumage, et par ailleurs connectée à la masse générale.L'élément chauffant 33 est de préférence ccnformé pour assurer un écoulement laminaire en couche mince du mélange à rechauffer admis dans le premier alésage, Le mélange riche ainsi réchauffe accède par le passage transversal me- dian au second alésage, obturé d'une part par une vis 35 de dosage de l'admission d'air secondaire frais, et d'autre part par une canule 36 solidaire dWune bride 37 interposée entre le collet 15 du carburateur 10 et la tubulure d'admission du moteur L'air secondaire peut titre admis soit à travers un filtre latéral 38 soit à travers un perçage axial de la vis de dosage 35, terminée par un pointeau destiné à obturer au moins partiellement l'accès de l'air dans le second alésage pour la dilution et le refroidissement du mélange rechaufféo Le mélange ainsi conditionné accède à la tubulure d'admission du moteur à travers un canal 32 percé dans la canule 35 et débouchant dans le passage axial de la bride 37 L'électrovanne 40 à laquelle aboutit le conduit 26 issu du raccord tri ple 24 comprend un électroaimant 41 actionnant un clapet 42 qui au repos obture un siège annulaire d'étanchéité 43 à travers lequel une prise d'air 44 ou bien un prise de gaz 45 sur le collecteur d'échappement du moteur peut être reliée au conduit 26 lorsque l'électrnaimant 41 est excité, par la fermeture simultanée du contact repos R d'un inverseur 50 et du contact travail T d'un contacteur centrifuge 60 couplés en série. L'inverseur 50 est mécaniquement couple à l'accélérateur de maniere que son contact de repos R soit fermé lorsque ce dernier est relâché, et que son contact de travail T se ferme lorsque la pédale est actionnée et arrive en un point déterminé de sa course. Le contacteur centrifuge d0 est mécaniquement couplé à un arbre rotatif entraîné par le moteur, par exemple celui du distributeur d'allumage, ou mieux celui de la dynamo ou de l'alternateur. Comme représenté schématiquement, ce contacteur 60 peut autre simplement constitué par deux embouts coaxiaux 61,o2 assemblés par un manchon o, les uns faits d'une matiere isolante et l'autre d'un matériau conducteur, ou inversement.L'embout 61 est conformé en écrou pour le montage du contacteur par simple vissage sur un filetage de l'arbre 64. L'au- tre embout 62 fait office de support d'encastrement pour deux lames métalliques flexibles 65,66i de direction sensiblement axiale mais divergentes, dont l'une porte une masselotte 56 et est pressée par un ressort 67 conté une pièce de contact axiale 68 solidaire de l'embout 61 et électriquement couplée à l'arbre d4 mis à la masse, pour ainsi former le contact de repos R du contacteur, normalement fermé et s'ouvrant lorsque la vitesse de rotation du moteur dépasse une limite prédéterminée L'autre lame, mécaniquement couplée à la masselotte 66 est arrêtée par une vis de butée oe à une certaine distance radiale de la pièce de contact 68, pour ainsi former le contact de travail T du contacteur, se fermant lorsque la vitesse de rotation du moteur atteint une limite déterminée, qui peut autre ou non la m8me que la précédente. Selon le résultat désiré, les lames de contact ss,ss' peuvent être électriquement couplées à un même inverseur 503 ou bien être électriquement isolées et couplées à des inverseurs respectifs, auquel cas un double contact tournant devrait être agencé au niveau de l'embout 62. Un tel dédoublement des circuits de contact n'est éventuellement nécessaire que dans le cas représenté où, selon un dernier aspect de l'invention, la pompe de reprise 70 équipant le carburateur d'origine 10 est modifiée par subs titution à sa timonerie de commande classique - couplée à l'accélérateur = d' un électroaimant de commande 71 dont le courant d'excitation est fourni à travers le contact de travail T de l'inverseur 50 et le contact de repos R du contacteur centrifuge 60 - voire son contact de travail T - simultanément fermés Le fonctionnement du dispositif schématiquement illustré qui vient d' être sommairement décrit est le suivant En régime de croisière ou lors de décélérations ou accélérations modérées, le dispositif est inactivé et laisse libre jeu au carburateur d'origine 10 pour assurer seul l'alimentation du moteur dans les conditions optimales prévues par construction. En effet, l'ouverture du papillon 16 supprime toute dépression différentielle notable au niveau de la vis creuse 20, de sorte que le carburateur de ralenti 30 n'est pas alimenté en mélange à partir du gicleur 19. Par ailleurs ni l'électrovanne 40 ni l'électroaimant 71 de la pompe de reprise 70 ne sont excités, puisque l'inverseur 50 commandé par l'accélérateur et le contacteur centrifuge 60 pour les vitesses de rotation V intermédiaires sont tous deux en position de travail.Le clapet 42 isole donc le carburateur de ralenti 30 des prises d'air ou de gaz -,45, tandis que la pompe de reprise 70 reste inerte tant que la pédale d'accélérateur n'est pas enfoncée à fond, ou bien pressée après avoir été relâchée, alors que le moteur tourne respectivement à haut ou bas régime. Au ralenti, la fermeture du papillon 16 crée au niveau de la vis creuse 20 une dépression relative suffisante pour assurer l'alimentation du carburateur auxiliaire 30 à partir du gicleur 19, puisque l'électrovanne 40 reste fermée En raison de la faible vitesse de rotation du moteur.et du relâchement de l'accélé- rateur. Un débit bien déterminé par le calibreur 32 de mélange riche, réchauffé et donc homogénéisé par l'action de l'élément chauffant 33, puis dilué dans une proportion déterminée d'air secondaire frais admis par la vis de dosage 35, est donc fourni au moteur, qui tourne sans à coups et sans risque d'accumulation de gouttelettes de carburant excédentaire, au bénéfice de la consommation comme de la pollution. Lors d'une décélération brutale, leaccélérateur étant relâché alors que le moteur tourne à une vitesse supérieure à une limite V2, l'électrovanne 40 excitée s'ouvre, en assurant par là m8me la fourniture au moteur d'air ou de gaz d'échappement recyclé à travers le calibreur 32 faisant office d'étranglement pour garantir l'effet de frein-moteur et du même coup supprimer toute aspiration de mélange par la vis creuse 20 et le conduit 23. La consommation de carburant comme les risques de pollution sont donc réduits à néant. Enfin, en cas d'accélération énergique depuis le ralenti ou depuis une vitesse de rotation inférieure à la limite V1, ou encore en poussant les tintez médiaires au-delà de la limite V2 par exemple lors d'un dépassement, la pompe de reprise est actionnée à chaque manoeuvre-de l'accélérateur. Bien entendus l'invention n'est nullement limitée à lsexEmple de rmal i sation décrit et illustré à titre dDefiemples mais comprend tous ses équivalents techniques entrant dans le cadre des revendications qui suivent REVENDICATIONS 1. Dispositif correcteur de l'alimentation d'un carburateur de véhicule automobile entrant par un moteur à combustion interne, destiné à réduire l'émission de gaz polluants et la consommation de carburant lors des phases de ralenti, décélération et/ou accélération, caractérisé en ce que la vis de richesse du carburateur d'origine pour le règlage du ralenti est déposée et remplacée par une vis creuse, par laquelle est obturé le débouché du by-pass sous le papillon, rendu étanche à la fermeture, et par laquelle le mélange air/essence préparé par le gicleur de ralenti origine est dérivé vers un carburateur auxiliaire incluant d'amont en aval un orifice calibreur de débit S une chambre de chauffage, une chambre d'addition d'air secondaire et un canal débouchant dans une bride interposée entre le carburateur d'origine et la tubulure d'admission du moteur 2. Dispositif selon la revendication 1y caractérisé en ce que le carburateur auxiliaire de ralenti est porté par la bride précitée et relié par un conduit à la vis creuse précitée. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le carburateur auxiliaire de ralenti est agencé dans un bloc parallèlépipèdîque comportant deux alésages disposés côte à côte dans lesquels sont respectivement ménagées les chambres de chauffage et d'addition d'air précitees. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le premier alésage, dans lequel débouche l'orifice calibreur de débit, est équipé d' un élément chauffant comprenant une résistance électrique alimentée par au moins une traversée étanche à partir de l'installation du véhicule. 5. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le second alésage, relié au premier par un passage transversal médian, est obturé de part et d'autre de ce dernier par une vis de dosage de l'admission d'air secondaire et par une canule formée en saillie latérale sur la bride précitée. o Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 52 caractérisé en ce que le conduit précité comprend un raccord à trois voies, par lequel la vis creuse et l'orifice calibreur du carburateur auxiliaire peuvent être reliés à latmosphère et/ou au collecteur d'échappement du moteur, par l1interné- diaire d'une vanne normalement fermée, actionnée à l'ouverture lorsque ltaccélé- rateur est relâché alors que la vitesse de-rotation du moteur est supérieure à une limite prédéterminée 7.Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que la vanne précitée est une électrovanne dont le circuit deexcitation comprend en série un contact de repos d'un inverseur actionné par l1accélérateur, et un contact de travail d'un contacteur centrifuge solidaire d'un arbre entraîné par le moteur, 8.Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que le contacteur centrifuge précité comprend un manchon fermé par deux embouts coaxiaux, le premier isolant et ces derniers conducteurs, ou inversement, l'un des embouts servant de pièce de fixation sur l'arbre précité et portant dans son axe une borne de contact connectée à ce dernier et faisant saillie à l'intérieur du manchon, tandis que l'autre embout porte une lame flexible de contact se terminant au voisinage de ladite borne et élastiquement pressée contre cette dernière mais décollée par l'action de la force centrifuge sur une masselotte lorsque la vitesse de rotation du moteur atteint une limite prédéterminée. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendicaticns précédentes, caractérisé en ce que la timonerie de commande de la pompe de reprise du carburateur d'origine est déposée et remplacée par un électroaimant excité lorsque l'accélérateur est actionné alors que la vitesse de -rotation du moteur est inférieure à une première limite et/ou supérieure à une seconde limite. 10. Dispositif selon la revendication e,et la revendication 9 caracic- risé en ce que le circuit d'excitation de l'électroaimant de commande de la pompe de reprise comprend en série un contact de travail de l'inverseur actionné par l'accélérateur et un contact de repos et/ou un contact de travail du contacteur centrifuge précité.