Brevet FR2420660A1 — publié le 19791019

La présente invention concerne un dispositif qui est destiné à être monté sur la tubulure d'admission d'air et de carburant d'un moteur à combustion interne afin d'augmenter son rendement et de réduire la quantité de gaz polluants qu'il émet. Divers dispositifs destinés à équiper la tubulure d'admission d'air et de carburant de moteurs à combustion interne, en particulier des moteurs d'automobiles, ont été réalisés jusqu'à présent. La fonction présumée de ces dispositifs est de permettre des économies de carburant et,dans certains cas, de réduire l'émission des gaz polluants à ltéchappementw Parmi ces dispositifs, on peut citer à titre d'exemple ceux qui sont destinés à être montés entre le carburateur et le collecteur d'admission du moteur sur le trajet du mélange d'air et de carburant.On prétend, d'une façon générale, qu'ils agissent sur le mélange, par exemple en lui donnant une charge électrostatique ou en le "hachant" afin de diviser plus finement les particules de carburant et de répartir régulièrement un mélange uniforme de carburant entre tous les cylindres du moteur. Cette action doit se traduire, et est supposée se traduire dans les dispositifs de l'art antérieur,par une amélioration du fonctionnement du moteur, une diminution de la consommation d'essence aux 100 kilomètres et une réduction de l'émission des gaz polluants à l'échappement. On se préoccupe de plus en plus de la propreté de l'en- vironnement et des économies de carburant, de sorte que de très nombreux dispositifs de ce type ont été achetés et montés sur les moteurs des voitures automobiles.Un grand nombre d'entre eux sont encombrants et difficiles à mettre en place OU, lorsqu'on les utilise conformément aux instructions, ils nécessitent des modifications du réglage du moteur. Malheureusement, lorsqu'on les a mis en service, on a trouvé que les économies de carburant ou la réduction de pollution qu'ils permettaient étaient très faibles ou nulles. Au contraire, la mise en oeuvre de certains de ces dispositifs se traduit en réalité par un accroissement de la consommation de carburant et par la médiocrité du fonctionnement du moteur.De plus, lorsqu'ils nécessitaient une modification du réglage du moteur, en général une augmentation de l'avance à l'allumage, il se produisait fréquerament des cognements qui risquaient de détériorer les bougies et qui, souvent, ne pouvaient être supprimés mêrae avec de l'essence plus coûteuse à indice d'octane supérieur. Du fait de l'incapacité de ces dispositifs de l'art antérieur à remplir les fonctions qui leur étaient dévolues, le concept général des accessoires montés sur la tubulure du carburateur est tombé en discrédit, bien que certains dispositifs, tels que des collecteurs de grande extension, fassent encore l'objet d'une publicité active. Cependant, dans la plupart des cas, on a cherché des solutions différentes. La présente invention, qui se propose de supprimer les inconvénients de l'art antérieur, concerne donc une structure de surface qui est destinée à être réalisée sur la tubulure d'aspiration d'air d'un moteur à combustion interne et qui augmente le rendement et la puissance de sortie du moteur tout en réduisant en même temps la consommation de carburant et l'émis- sion de gaz polluants à son échappement. L'invention concerne aussi un procédé destiné à réaliser sur la surface du conduit d'aspiration d'air d'un moteur à combustion interne une structure qui en augmente le rendement et la puissance de sortie tout en réduisant la consommation du carburant et l'émission de gaz polluants à ltéchappement. L'invention concerne donc le conduit d'aspiration d'air d'un moteur à combustion interne qui est destiné à en augmenter le rendement et améliorer ie fonctionnement et dont la surface comprend plusieurs évidements0 Le procédé qui est destiné à réduire la consommation de carburant et améliorer le fonctionnement d'un moteur à combustion interne coprenant un conduit d'aspiration d'air consiste à réaliser plusieurs évidements sur la surface de ce conduit. L'invention sera décrite plus en détail en regard du dessin annexé à titre d'exemple nullement limitatif et sur lequel la figure 1 est une vue en perspective éclatée montrant comment une entretoise selon l'inventioll est disposée entre le collecteur d'admission et le carburateur à quatre corps dtun moteur à combustion interne la figure 2 est une vue en perspec-tive à échelle agran die de l'entretoise représentée sur la figure 1 ; et la figure 3 est une vue en perspective partielle de l'entretoise et représente -an de ses modes de réalisation et la forme de la surface de ses conduits0 Comme le montrent les figures 1 et 2, une entretoise 20 selon l'invention est destinée à être placée entre le carburateur 22 et le collecteur d'admission 24 d'un moteur à coiabus- tion interne 26.L'entretoise représentée est prévue pour un carburateur à quatre corps (deux corps primaires et deux corps secondaires) et en conséquence comprend quatre conduits0 Cependant, il va de soi que la présente invention s'applique aussi à des entretoises destinées à être utilisées avec des carburatueurs dont le nombre de corps est différent, ces entretoises comprenant un conduit dans le cas d'un carburateur à un seul corps, deux conduits pour des carburateurs à deux corps, etc La présente invention s'applique aussi d'une façon générale à des équipenents d'alimentation en mélange d'air et de carburant autres que ceux qui équipent les moteurs à combustion interne des voitures automobiles. Les corps sont disposés entre des orifices d'admission à l'extrémité supérieure du carburateur et les orifices de sortie d'une base 28. Lorsque le moteur n'est pas équipé de l'entretoise de l'invention, les orifices de sortie des corps secondaires sont directement en communication avec deux orifices d'admission élargis 30 du collecteur et les orifices de sortie des corps primaires communiquent directemen-t avec deux orifices d'admission un peu plus petits 32 du collecteur afin d'introduire un mélange d'air et de carburant dans celui-ci. La forme de l'entretoise correspond d'une façon générale à celle de la base du carburateur et à celle de la région ou surface d'admission du collecteur. Lorsque l'entretoise 20 est disposée entre la base du carburateur et la surface d'admission du collecteur, elle délimite deux conduits relativernent grands 34 qui sont alignés axialement sur les orifices de sortie secondaires du carburateur et les orifices d'admission correspondants 70 du collecteur. Elle délimite aussi deux conduits relltivement plus petits 36 qui sont alignés axialenent sur les orifices de sortie primaires du carburateur et sur les orifices d'admission 32 du ccllcctcur. D'unc façon générale, les conduits 34 et 36 ont des diamètres qui sont les mimes que ceux des orifices de sortie correspondants du carburateur. Plusieurs ouvertures 38 qui traversent l'entretoise sont positionnées de façon à loger les boulons de montage 40 du carburateur sur le collecteur ou les goujons de montage verticaux (non représentés) du carburateur, de façon que l'entretoise soit alignée correctement sur le collecteur et le carburateur et que ce dernier puisse être monté facilement sur le collecteur en comprimant l'entretoise entre eux. Un filtre à air 42 est monté couramment sur le moteur à l'arrivée de l'air aspiré dans le carburateur. On a trouvé que, lorsqu'un ou plusieurs évidements sont réalisés sur la surface des conduits 34 et 36 qui traversent l'entretoise 20, on obtient une augmentation appréciable du rendement du moteur, une amélioration de son fonctionnement et une réduction correspondante de l'émission de gaz poluants à l'échappement. Comme on le voit sur le mode de réalisation de l'entretoise représenté sur les figures 2 et 3, les surfaces des conduits qui la traversent peuvent comprendre, par exemple, plusieurs évidements annulaires espacés 44. Dans ce cas, il est commode que les évidements aient une section qui soit de façon générale carrée et qu'ils soient situés dans des plans perpendiculaires à l'axe de chaque conduit. Les évidements délimitent alors entre eux et le long des conduits plusieurs segments de surface 46 annulaires et espacés et dont les angles sont d'équerre. L'entretoise 20 peut avoir une structure monolithique dans laquelle les évidements sont usinés sur la paroi de chaque conduit ou, dans le cas d'évidements annulaires, elle peut avoir une structure quasi-monolithiiue constituée de plusieurs éléments réunis ou elle peut être constituée de plaques individuelles empilées et assemblées. Dans un mode de production rentable de l'entretoise décrite dans le cas particulier, elle comprend une pile de plaques individuelles qui sont imbriquées. L'entretoise représentée sur la figure 3 comprend, par exemple, des évidements carrés de 1,6 mm qui sont espacés de 1,6 mm. L'entretoise comprend un premier jeu de plaques 48 d'une épaisseur de 1,6 mm sur chacune desquelles sont réalisés des passages qui sont en nombre égal au nombre d'orifices de sortie du carburateur, ont le mette diamètre que ceux-ci et peu vent être alignés axialement sur ces orifices. t'entretoise comprend aussi un second jeu de plaques 50 sur chacune desquelles sont réalisés des passages qui sont en nombre égal au nombre orifices du carburateur, qui peuvent être alignés axialement sur ces derniers et qui ont un diamètre qui est supérieur d'environ 3,2 mm par rapport au diamètre des orifices de sortie correspondants.Les plaques des premiers et seconds jeux sont imbriquées et alternées de façon à constituer une pile. Pour faciliter le maniement de la pile, les plaques 48 et 50 peuvent être alignées à l'aide des ouvertures de boulonnage 38 et elles peuvent être collées ensuite les unes aux autres à l'aide d'un adhésif ou mastic approprié. Les matériaux des plaques peuvent être les mêmes ou être différents. Les plaques 48 peuvent être, par exemple, en un matériau utilisé pour des joints d'étanchéité, tel que le liège, l'amiante, etc. > et les plaques 50 peuvent être en un métal tel que l'aluminium ou chacune des plaques 48 et 50 peut être en un matériau d'étanchéité ou en un métal ou en n'importe quel autre matériau approprié. On ne sait pas avec précision comment l'entretoise de l'invention permet d'augmenter le rendement du moteur, d'améliorer son fonctionnement et de réduire l'émission des gaz pol liants, Cependant, l'expérimentation a montré qu'elle permet d'obtenir ces résultats. Bien qu'on ne puisse l'affirmer avec certitude, on estime que les avantages qu'elle offre sont dus aux évidements 44 qui constituent des espaces dans lesquels se forment et sont emprisonnés des tourbillons de fluide lorsque la dépression du collecteur provoque l'écoulement du mélange d'air et de carburant par les conduits.En théorie, les tourbillons toroïdaux de fluide qui se forment et qui sont emprisonnés dans les évidements 44 se comportent dans un certain sens comme des "roulements à billes" à très faible frottement vis-à-vis du mélange d'air et de carburant qui s'écoule par les conduits. De plus, il est possible que ces tourbillons emprisonnés aient pour résultat qu'une couche limite stagnante et calme de mélange s'établisse au voisinage de la paroides conduits et qu'elle se prolonge doucement vers l'intérieur lares 1, . direction de leur centre de façon à réduire légèrement leur surface ltécou- lement.Les couches limites présentent alors des surfaces lisses qui permettent un écoulement laminaire du mélange par les conduits et les zones de surface restreinte provoquent une accélération du mélange. Cette accélération se traduit, à son tour, par une augmentation de la vitesse et du volume de mélange pénétrant dans le collecteur d'admission qui améliore la répartition du mélange entre tous les cylindres du moteur. De plus, il est possible que la longueur d'écoulement supplémentaire du mélange dans les conduits de l'entretoise et l'augmentation de sa vitesse d'écoulement aient pour résultat d'homogénéiser le mélange d'air et de carburant qui pénètre dans le collecteur.En conséquence, tous les cylindres du moteur sont alimentés à peu près régulièrement en un mélange homogène et sensiblement uniforme de carburant et d'air qui se traduit non seulement par une combustion équilibrée entre les cylindres, mais encore par une combustion plus efficace dans ceux-ci. Cette amélioration de la combustion pourrait être alors à l'origine de l'augmentation mesurable de rendement du moteur, de l'amélioration de son fonctionnement, de la réduction de consommation de carburant et de la réduction de la quantité de gaz polluants émis à l'échappement que permet la présente entretoise. La structure de l'entretoise décrite et la forme résultante des évidements offrent l'avantage que le dispositif peut être assemblé facilement et d'une manière rentable simplement en imbriquant deux jeux de plaques de même épaisseur. En conséquence, les évidements de la surface des conduits sont annulaires, parallèles, de forme générale carrée en section et d'une manière générale coaxiaux aux conduits. Cependant, il convient de noter qu'il est possiblededonner à ces évidements d'autres formes sans sortir du cadre de l'invention. Ils peuvent avoir, par exemple, un profil triangulaire, semi-circulaire, rectangulaire ou n'importe quelle configuration en section, car de tels évidements emprisonnent de la même façon les tourbillons toroSdaux. Ils peuvent ainsi être délimités entre des plaques d'épaisseurs différentes. De plus, il n'est pas indispensable que les évidements soient annulaires et parallèles. A titre d'exemple, dans le cas d'une entretoise dont la structure est monolithique, un seul évidement peut être réalisé en spirale dans chaque conduit. Cependant, le pas d'un tel évidement en spirale doit être relativement petit pour qu'il soit à peu près perpendiculaire en longueur à l'écoulement du mélange d'air et de carburant en regard de lui et qu'il permette à des tourbil longs de se former dans l'évidement.De plus, l'entretoise peut avoir n'importe quelle épaisseur globale voulue, par exemple de 25 mm, qui est choisie pour que le rendement du moteur à combustion interne particulier qu'elle équipe soit maximal et que son fonctionnement soit le meilleur, bien que des moteurs dif férents soient susceptibles de nécessiter des entretoises d'épaisseurs différentes pour que la consonmation soit minimale et que leur fonctionnement soit le meilleur possible. Pour illustrer les avantages particuliers de la plus grande économie, de l'amélioration du fonctionnement et de la réduction de l'émission que l'entretoise de la présente invention permet d'obtenir, on a effectué des essais comparatifs avec des voitures automobiles qui en étaient équipées et qui ne l'étaient pas. Toutes les voitures comportaient des transmissions automatiques et des commandes de réglage de la vitesse de route. Dans les essais concernant les économies et les émissions, on a utilisé es réglages de la vitesse de route de façon à maintenir aussi constante que possible la vitesse du véhicule. En ce qui concerne les essais correspondant au fonctionnement (accélération), plusieurs essais ont été effectués à des vitesses prédéterminées et on a fait la moyenne des tes écoulés. Les essais 1 à 4 suivants ont été effectués avec une voiture automobile de la marque Chevrolet Monte Carlo de 1975 ayant un moteur d'une cylindrée de 5,7 litres, comportant un carburateur à deux corps et un seul échappement Economies et émissions NO des essais (voir notes) 1 2 monoxyde de carbone à 88 lçm/h (%) 2,00 1,00 monoxyde de carbone a71 ralenti (%) 0,87 0,25 Notes sur les essais Essai NO 1 : effectué sans entretoise Essai NO 2 : effcctué avec une entretoise selon l'inven tion. Fone ti onnement N des essais (voir notes) 3 4 Accélération de O à 96 km/h 12,44 s , 12,1 s Accélération de 32 à 80 km/n 7,16 s . 6,1 s Notes sur les essais : Essai N 3 : effectué sans entretoise Essai N 4 : effectué avec une entretoise selon l'in vention. Les essais 5 à 8 suivants ont été effectués avec une voiture automobile de la marque Cadillac Fleetwood de 1976 ayant un moteur d'une cylindrée de 8,2 litres, comportant un carburateur à quatre corps et un seul échappement. Economies et émissions N des essais (voir notes) 5 6 Nombre total de km 82,4 80,8 Vitesse moyenne 76 79,5 Nombre de Zm/litre 6,46 5,98 Monoxyde de carbone à 88 lcm/h (%) O 0 Monoxyde de carbone au ralenti(%) 0 2,5 Notes sur les essais : Essai N 5 : effectué avec une entretoise selon l'invention Essai N 6 : effectué sans entretoise. Fonctionnement N des essais (voir notes) 7 8 Accélération de O à 96 km/h 11,33 s . 10,7 s Accélération de 32 à 80 km/h 6,23 s . 6,1 s Notes sur les essais Essai N 7 : effectué sans entretoise Essai N 8 : effectué avec une entretoise selon 1' invention. Les essais 9 et 10 suivants ont été effectués avec une voiture Oldsmobile 98 Regency ae 1973 à moteur d'une cylindrée de 7,45 litres, comportant un carburateur à quatre corps et deux écnappements. Economies NO des essais (voir notes) 9 10 Nombre total de km 490,6 497,1 Vitesse moyenne 88 88 Nombre de km/litre 6,24 6,87 Notes sur les essais Essai NO 9 : effectué sans entretoise Essai NO 10 : effectué avec une entretoise selon l'invention. Comme on le voit d'après les résultats, dans les deux voitures équipées de carburateurs à deux et quatre corps, les économies de carburant (kilomètres par litre) ont été très grandes et le fonctionnement (accélération) a été amélioré lorsqu'on les a fait fonctionner avec une entretoise de dimensions conformes à la présente invention, en comparaison des mêmes voitures fonctionnant sans entretoise. Les essais NO 9 et 10 montrent que l'utilisat-on de l'entretoise permet une augmentation appréciable de 10 % des économies de carburant. Bien que l'entretoise du mode de réalisation de l'invention qui a été décrit soit destinée à être introduite entre le carburateur et le collecteur d'admission d'un moteur à combustion interne, elle peut, à titre d'exemple, faire partie intégrante soit de l'orifice d'admission du collecteur, soit de la base du carburateur et constituer un prolongement de l'un ou l'autre sans sortir du cadre de l'invention. Dans ce cas, elle contient un ou plusieurs conduits destinés à l'air et au carburant dont la forme et les dimensions sont conformes à l'invention. REVEN3ICATIONS 1. Dispositif destiné au montage d'un carburateur sur le collecteur d'admission d'un moteur à combustion interne afin d'augmenter le rendement du moteur et d'améliorer son fonctionnement, le carburateur comprenant un orifice de sortie qui doit être relié à un orifice d'admission du collecteur de façon à introduire un mélange dtair et de carburant dans ce dernier, dispositif caractérisé en ce qu'il comprend une entretoise qui doit être montée entre l'orifice de sortie du carburateur et l'orifice d'admission du collecteur afin de les espacer, ladite entretoise comprenant un conduit destiné à être disposé entre l'orifice de sortie du carburateur et l'orifice d'admission du collecteur, au moins un évidement étant réalisé sur une surface dudit conduit. 2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que plusieurs évidements annulaires sont espacés le long dudit conduit. 3. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le diamètre intérieur du conduit est sensiblement égal au diamètre de l'orifice de sortie, plusieurs évidements annulaires étantplacésàdes distances égales le long dudit conduit et étant situés dans des plans perpendiculaires à son axe. 4. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, le carburateur comprenant une base contenant son orifice de sortie, caractérisé en ce que le dispositif est une entretoise qui est traversée parunconduit etdoitêtre disposée entre la, base du carburateur et le collecteur, ledit conduit pouvant être aligné sur l'orifice de sortie du carburateur et sur l'orifice dtadmission du collecteur. 5. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que chaque évidement est de section carrée. 6. Dispositif suivant la revendication 4, caractérisé en ce que les évidements ont une largeur et une profondeur qui sont sensiblement égales à 1,6 mm et sont placés le long dudit conduit à des distancesqui sont sensiblement de ,1,6-mm. 7. Dispositif suivant l'une des revendica- tions 4 et 6, caractérisé en ce que ladite entretoise met ltori- lice de sortie du carburateur à une distance de l'orifice d'ad mission du collecteur qui est sensiblement de 25 mm. 8. Dispositif suivant la revendication 4, la base du carburateur comportant plusieurs orifices de sortie destinés à être mis en communication avec des orifices d'admission correspondants du collecteur, caractérisé en ce que l'entretoise comprend des conduits dont le nombre et les dimensions sont les mêmes que ceux des orifices de sortie du carburateur et des orifices d'admission du collecteur et qui peuvent être alignés sur ces orifices, chaque conduit pouvant être associé à l'un des orifices de sortie et l'un des orifices d'admission individuels lorsque ladite entretoise est disposée entre la base et le collecteur, le diamètre intérieur de chaque conduit étant sensiblement égal au diamètre de l'orifice de sortie et de l'orifice d'admission correspondants de façon à les aligner et à les mettre en communication, plusieurs évidements étant réalisés le long de chaque conduit. 9. Dispositif suivant la revendication 8, caractérisé en ce que lesdits évidements sont disposés circonférentiellement dans chaque conduit. 10. Dispositif- suivant la revendication 8, caractérisé en ce que les évidements de chaque conduit sont annulaires, parallèles, espacés et situés dans des plans perpendiculaires à l'axe dudit conduit, les évidements ayant une section qui est sensiblement carrée, une largeur et une profondeur qui sont sensiblement égales à 1,6 mm et étant espacés sensiblement de 1,6 mm le long dudit conduit. 11. Dispositif suivant l'une quelconque des revendica- tions 4 et.8, caractérisé en ce que ladite entretoise comprend un premier jeu de plaques,chacuned'uneépaisseurnominalede 1,6 mm et dont chacune est traversée par des passages ayant chacun un diamètre sensiblement égal au diamètre de l'orifice de sortie du carburateur et de l'orifice d'admission du collecteur correspondants, et un second jeu de plaques ayant chacune une épaisseur nominale de 1,6 mm et traversées par des passages ayant chacun un diamètre supérieur d'environ 3,2 mm au diamètre de l'orifice de sortie du carburateur et de l'ori- fice d'admission du collecteur correspondants, les plaques desdits premier et second jeux étant imbriquées dans une pile de façon que les plaques desdits premier et second jeux alter nent et que leurs passages soient alignés coaxialement de manière à former des conduits. 12. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 4, 8 et 10, caractérisé en ce que l'entretoise a une épaisseur telle qu'elle place la base du carburateur à une distance du collecteur qui est sensiblement de 25 mm. 13. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 4, 8 et 10, caractérisé en ce qu'il comprend un premier jeu de neuf plaques d'un matériau relativement compressible qui ont chacune une épaisseur norninale de 1,6 mm et qui sont traversées par des passages ayant chacun un diamètre sensiblement égal au diamètre de l'orifice de sortie du carburateur et de l'orifice d'admission du collecteur correspondants, et un second jeu de huit plaques dtun matériau relativement incompressible qui ont chacune une épaisseur nominale de 1,6 mm et qui sont traversées par des passages ayant chacun un diamètre qui est supérieur d'environ 3,2 mm au diamètre de l'orifice de sortie du carburateur et de l'orifice d'admission du collecteur correspondants, les plaques desditspremier et second jeux étant imbriquées dans une pile de façon que les plaques desdits premier et second jeux alternent et que leurs passages soient alignés coaxialement de manière à fermer des conduits, les plaques dudit premier jeu étant disposées aux extrémités de la Dile de façon à porter hermétiquement contre la base du carburateur et contre le collecteur. 14. Conduit d'aspiration d'air d'un moteur à combustion interne, destiné à augmenter son rendement et améliorer son fonctionnement, caractérisé en ce que plusieurs évidements sont réalisés sur sa surface. 15. Conduit suivant la revendication 14, caractérisé en ce que lesdits évidements sont multiples et annulaires et sont espacés le long dudit conduit. 16. Procédé destiné à réduire la consommation de carburant et améliorer le fonctionnement d'un moteur à combustion interne qui comprend un conduit d'aspiration de l'air, caractérisé en ce qu'il consiste à réaliser plusieurs évidements sur la surface dldit conduit. 17o Procédé suivant la revendication 16, caractérisé en ce que la réalisation desdits évidements consiste à en réaliser plusieurs de forme annulaire et espacés le long dudit conduit,