Brevet FR2408727A1 — publié le 19790608

La présente invention est relative aux dispositifs d'alimentation en mélange air-combustible de moteurs à combustion interne présentant au moins deux groupes de cylindres munis de conduits d'échappement séparés, comprenant un dispositif de carburation unique fournissant le mélange à un collecteur alimentant les deux groupes de cylindres par des tubulures distinctes. Une telle disposition est fréquemment utilisée sur les moteurs en V à six ou huit cylindres. L'emploi de deux conduits d'échappement separés, au lieu d'une tubulure d'échappement unique, permet alors d'augmenter le couple que peut fournir le moteur. L'invention concerne plus particulièrement ceux des dispositifs d'alimentation du genre ci-dessus dans lesquels on règle la richesse du mélange air-combustible fourni par le dispositif de carburation en fonction d'une caractéristique des gaz d'chappement du moteur. Cette caractéristique est généralement la composition des gaz d'échappement, qui peut etre déterminee à partir du signal fourni par une sonde à oxygene placée dans les gaz d'échappement. On peut en particulier régler, à partir du signal fourni par la sonde, le rapport cyclique d'impulsions électriques envoyées à des soupapes électromagnétiques commandant le passage de combustible ou d'air vers le moteur, de façon à maintenir la richesse du mélange fourni au moteur au voisinage de la stoechiométrie. Dans les moteurs comportant deux groupes de cylindres munis chacun d'un conduit d'échappement, il se pose le problème du choix du conduit dans lequel on plonge la sonde. En effet, l'expérience montre qu'un dispositif de carburation unique alimente pratiquement toujours les deux groupes de cylindres de façon dissymétrique, l'un des groupes recevant un melange plus riche que l'autre. Pour résoudre cette difficulté, on pourrait penser qu'il suffit de placer une sonde à oxygène dans chacun des deux conduits d'échappement et d'associer à chaque groupe de cylindres un carburateur séparé commandé par la sonde correspondante. En pratique, cette solut-ion n'est pas satisfaisante car, pour obtenir une puissance maximum du moteur, il est nécessaire d'utiliser un dispositif de carburation unique. La présente invention vise à fournir un dispositif d'alimentation du genre ci-dessus défini, comportant un dispositif de carburation unique et toutefois susceptible de fournir aux deux groupes de cylindres, du mélange à la même richesse. Dans ce but, l'invention propose notamment un dispositif d'alimentation du genre ci-dessus défini, comprenant un dispositif de carburation unique fournissant, un collecteur alimentant les groupes de cylindres par des tubulures distinctes, un mélange de combustible dont la richesse est réglée en fonction d'une caractéristique des gaz d'échappement d'un des groupes, caractérisé en ce que la tubulure alimentant l'autre groupe est munie d'un circuit de correction de richesse comportant un circuit d'amenée d'air ou de combustible à la tubulure, et des moyens pour régler le débit d'air ou de combustible dans ledit conduit d'amenée en fonction de ladite caractéristique des gaz d'échappement de l'autre groupe. La caractéristique peut être notamment la composition des gaz d'échappement du moteur, avantageusement mesurée à l'aide d'une sonde à oxygène Il sera en général avantageux de commander le dispositif de carburation à l'aide d'une sonde placée dans la tubulure d'échappement correspondant au groupe de cylindres qui reçoit le mélange "riche" ; le circuit de correction amène alors du combustible ou un mélange primaire riche à la tubulure du second groupe. Le circuit de correction pourra être constitué par un ensemble monobloc ajouté directement sur la tubulure avant bifurcation vers les différents cylindres; il sera a5- socié à la sonde à oxygène dont le signal est appliqué à une électronique qui commande une vanne située sur le conduit d'amenée de combustible de façon à maintenir le signal de sortie de la sonde à une valeur déterminée. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit d'un dispositif d'alimentation qui en constitue un mode particulier de réalisation donné à titre d'exemple non limitatif. La description se réfère au dessin qui l'accompagne, dans lequel - la figure 1 montre schématiquement un moteur en V muni d'un dispositif d'alimentation conforme à l'invention ; et - la figure 2 est une vue schématique en coupe verti cale du circuit correcteur et ses liaisons avec le dispositif de carburation proprement dit. Le moteur 1 représenté en figure 1 est du type en V, à deux groupes de cylindres 2 et 3. Ce moteur est muni d'un dispositif de carburation 4 fixé sur une tubulure principale12 formant collecteur de distribution et qui se divise en deux branches 12a et 12b alimentant respectivement les groupes de cylindres 2 et 3.Chaque branchedehulure se subdivise à son tour en ramifications, telles que 12c et 12d,affectées chacune à un des cylindres des groupes. L'échappement des groupes 2 et 3 s'effectue par des conduits d'échappement respectifs 13 et 14, munis de pots de catalyse 15 et 16 destinés à atténuer les émissions de gaz polluants. Le dispositif de carburation montré en figures I et 2 est de type classique. Il comprend, d'amont en aval dans un conduit d'admission 5, une entrée d'ai S protégée par un filtre à air 7 , un venturi 8 dans la partie rétrécie duquel débouche un système de jaillissement de combustible 9, et un organe d'étranglement principal 10, ou papillon, commandé par le conducteur et tournant autour d'un axe 11. Le carburateur comporte également un dispositif de départ et un circuit de ralenti, qui ne seront pas décrits car ils n.'ont pas de rapport direct avec l'invention et peuvent être d'un type quelconque connu. Au lieu d'êtra constitué par un carburateur simple, le dispositif de carburation peut être plus complexe, par exemple constitué par un carburateur double corps, ou même par un ensemble de deux carburateurs en cascade. On supposera maintenant que le groupe 2 de cylindres est le groupe "riche" du moteur, c'est-à-dire qu'en moyenne la richesse du mélange air-combustible fourni à ce groups par le dispositif de carburation 4 est plus élevée que la richesse du mélange fourni aux-cylindres du groupe "pauvre" 3. Dans le conduit d'échappement 13 du groupe "riche" 2 est placée une première sonde à oxygène 17 qu'on supposera être une sonde lambda de type connu. Cette sonde, constituée par une pile à électrolyte- solide (constitué généralement d'oxyde de zirconium dopé) et à électrodes en platine, fournit un signal fonction de la teneur des gaz d'échappement en oxygène. Cette sonde fournit un signal d'entrée à un circuit électronique 18 qui commande, par exemple par action sur des électrovannes non représentées, la richesse du mélange d'air et de combustible fourni au moteur 1 par le dispositif de carburation 4. Le circuit 18 pourra par exemple commander, en fonction de la valeur du signal fourni par la sonde 17, le rapport cyclique d'ouverture de soupapes électromagnétiques commandant les sections de passage de conduits de combustible alimentant le système dé jaillissement principal 9 et le circuit de ralenti du dispositif de carburation. il n'est pas nécessaire de décrire ici le circuit, qui peut avoir l'une des constitutions décrites dans les demandes de brevet français nO 73 16218 (publiée sous le nO 2 228 158) eut nO 76 14 742. Un tel dispositif, qui constitue un système de régulation bouclé, puisque la composition quantitative des gaz d'échappement, mesurée par la sonde 17, dépend directement de la richesse du mélange air-combustible fourni, donne au mélange fourni au groupe 2 une richesse moyenne voisine de la stoechiométrie. Par contre, le groupe 3 reçoit un mélange trop pauvre. Le dispositif suivant l'invention comporte un circuit de correction permettant d'enrichir de façon appropriée le mélange fourni au groupe 3. Dans le mode de réalisation illustré, ce circuit correcteur constitue un bloc d'enrichissement 19 qui débite directement un mélange riche de combustible et d'air dans la branche 12b de la tubulure 12. Le circuit de correction, sous forme d'un bloc d'enrichissement 19, peut être aisément monté sur la branche 12b . Le bloc représenté comporte un boîtier, en plusieurs pièces assemblées, dans lequel est ménagée une chambre principale de combustible 20 reliée à la branche 12b de la tubulure -d'admission par un orifice calibré 27. La chambre reçoit du combustible, par exemple à partir de la cuve à niveau constant du carburateur, par un canal de combustible 26 dont une section de passage 25 est obturable par la partie mobile 24 d'une électrovanne 23. Pour tenir compte de la plage limitée de réglage que peut assurer l'électrovanne, le bloc d'enrichissement 19 est prévu pour permettre un réglage de la dépression qui règne dans la chambre principale 20 et comporte des moyens additionnels. Ces moyens comprennent un conduit 28 qui relie la chambre 20 à une alimentation en air à pression atmosphérique et dont la section de passage est command-ée par un organe d'étranglement auxiliaire 29 constitué par un papillon tournant autour d'un axe 30 et relié au papillon 10 du carburateur par une tringlerie constituée par un levier 31, une tringle 32 et un second levier 33 solidaire du papillon 10, Cette tringlerie est telle que la section de passage délimitée par l'organe 2R varie en sens inverse de celle limitée par le papillon 10 dans le conduit d'admission 5 du carburateur 4. Les moyens de réglage de dépression comportent de plus un conduit 34 muni d'un orifice calibré 35,qui relie la chambre 20 à un orifice 36 ménagé au col du venturi 8 du carburateur. L'organe de détection du circuit de correction 22 est constitué par une sonde 21, similaire à la sonde 17 et montée sur le conduit d'échappement 14 du second groupe 3. L'électrovanne 23 est commandée, en fonction du signal fourni par la sonde 21, par un second circuit électronique 22 qui règle le rapport cyclique d'ouverture de l'électrovanne 23. Ce circuit 22 peut avoir une constitution similaire à celle du circuit 18. Le fonctionnement du dispositif est le suivant Lorsque lue moteur e-st au ralenti, le papillon 10 est fermé (comme montré sur la figure 23 et l'organe d'étranglement 29 est largement ouvert ; par conséquent, la chambre 20 est reliée à la pression atmosphérique par le canal 28, de section très largement supérieure à la section de l'orifice 27 assurant la liaison de ladite chambre 20 avec la tubulure d'admission (ou règne une forte dépression) mode de plus, la pression transmise par le conduit 34 est sensiblement égale à la pression atmosphérique ; dans ces conditions, la pression régnant dans la chambre de combustible 20 sera voisine de la pression atmosphérique. rî ne s'exercera pratiquement pas de dépression sur la section de passage 25 du canal de combos tible 26 ; le second dispositif électronique 22 déterminera le rapport cyclique d'ouverture de l'électrovanne 23, en fonction du signal de la sonde X 21, de manière à donner au groupe de cylinw dres 3 le faible enrichissement nécessaire au ralenti. Si on charge le moteur en entrouvrant le papillon 10, d'une part la dépression au col du venturi 5 transmise par le conduit 34 augmente, d'autre part,.l'organe d'étranglement 29 prend une position plus fermée et la section de passage qu'il définit dans le canal 28 se réduit pour devenir, par exemple, de l'ordre de grandeur de la section de passage de l'orifice calibré 27, de sorte que la dépression régnant alors dans la tubulure d'admission 12b, encore élevée, impose une dépression plus importante dans la chambre 20. Ces deux éléments imposent donc une augmentation de dépression dans la chambre 20, dépression transmise au canal de combustible 26 : à rapport cyclique d'ouverture égal de ltélectrovanne 23, on aspirera plus de combustible et }'enrichissement augmentera. Pour fixer les idées, le débit de combustible d'enrichissement à fournir par le bloc d'enrichissement 19 varie typiquement dans le rapport de 1 à 30 entre le ralenti et la charge la plus élevée du moteur pour laquelle le dispositif décrit cidessus fonctionne en "boucle fermée1. Le changement du rapport cyclique d'ouverture de l'élec- trovanne 23 ne permet pratiquement pas de dépasser une plage de 1 à 4 environ. La modulation de la pression dans la chambre de combustion 20 permet d'arriver à une plage de largeur suffisante. fln voit ainsi que l'invention permet, d'une façon simple, d'ajuster les débits de combustible d'enrichissement dans des proportions excessivement larges. L'invention est susceptible de nombreu-ses variantes de réalisation. En particulier, le dispositif est susceptible d'alimenter un moteur comportant plus de deux groupes de cylindres : dans ce cas, le dispositif de carburation sera commandé à partir d'une sonde placée dans les gaz d'échappement d'un des groupes, et il sera prévu autant de circuits correcteurs que de groupes restants. Enfin, les composants peuvent prendre une forme différente de celle qui a été décrite, et en particulier la tringlerie reliant le papillon èt l'organe d'étranglement 29 peut comporter un accouplement élastique. il va sans dire que la portée du présent brevet s'étend à de telles variantes, ainsi plus généralement qu'à toutes celles restant dans le cadre dss équivalences. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'alimentation de moteur à combustion interne présentant au moins deux groupes de cylindres munis de conduits d'échappement séparés, comprenant un dispositif de carbu ration unique fournissant, à un collecteur alimentant les deux groupes de cylindres par des branches de tubulure distinctes, un mélange air-combustible dont la richesse est réglée en fonction d'une caractéristique des gaz d'échappement d'un des groupes, la branche de tubulure alimentant l'autre groupe étant munie d'un circuit de correction de richesse, caractérisé en ce que ledit autre groupe est celui qui reçoit en moyenne le mélange le plus pauvre et en ce que le circuit de correction comprend un conduit d'amenée de combustible à la branche et des moyens pour régler le débit de combustible amené par ledit conduit en fonction de ladite caractéristique, mesurée sur les gaz d'échappement dudit autre groupe. 2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit de correction comprend une sonde à oxygène dont le signal est appliqué à une électronique qui commande une électra- vanne placée sur le conduit d'amenée de combustible de façon à maintenir le signal fourni par la sonde à une valeur déterminée. 3. Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le circuit électronique est prévu pour fournir à l'électro vanne des signaux périodiques d'ouverture ayant un rapport cyclique variable. 4. Dispositif suivant la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que le circuit de correction comprend un bloc d'enrichisse ment dans lequel est ménagée une chambre reliée à la branche de tubulure par un étranglement calibré et au conduit d'amenée de combustible par l'électrovanne et dans laquelle la pression est réglée en fonction du degré d'ouverture de l'organe d'étranglement principal et/ou de la pression en un point du conduit d'admission du dispositif de carburation. 5. Dispositif suivant la revendication 4, caractérisé en ce que la chambre est reliée à une source d'air à pression atmos phérique par un conduit muni d'un organc d'étranglement auxiliaire couplé à l'organe d'étranglement principal du dispositif de carbu ration de façon que les sections de passage offertes par l'organe d'étranglement auxiliaire et par l'organe d'étranglement principal varient en sens inverse l'une de l'autre. 5. Dispositif suivant la revendication 5, caractérisé en ce que ladite chambre est reliée au conduit d'admission du dispositif de carburation, en amont de l'organe d'étranglement principal, avantageusement au col d'un venturi où débouche le système de jaillissement principal du dispositif de carburation.