Brevet FR2418339A1 — publié le 19790921

La présente invention a pour objet un procédé pour l'amélioration de la préparation du mélange carburé pour les moteurs à essence ainsi qu'un carburateur thermique de ralenti, permettant de réduire considerablement les composants nocifs des gaz d'échappement. Le procédé prevoit un effetsynergique de la carburation thermique, de l'échauffement intense et du dosage précis du mélange de ralenti, la chaleur nécessaire étant prélevée des gaz d'échappement par l'intermédiaire d'un échangeur de chaleur ou réchauffeur et le réglage des proportions du mélange carburant-air étant obtenu par deux valves de régulation. On connaît bien divers procédés proposés jusqu'ici pour réduire les composants nocifs des gaz d'échappement, tels que les procédés de catalyse et de post-combustion et les dispositifs proposés à cet effet, les procédés à plusieurs niveaux de quantités de mélange par unité de temps, les procédés pour le recyclage d'une fraction des gaz d'échappement pour la combustion répétée, et ainsi de suite. Ces procédés et les moyens pour leur mise en oeuvre ont, cependant, l'inconvénient d'augmenter la consommation de carburant pour le meme rendement. La présente invention évite les inoenvénients cités cidessus et son objet esi la mise à profit optimale de l'énergie disponible dans le carburant, de manière à réduire d'une manière significative la consommation de carburant ainsi que la pollution de l'air environnant par les substances nocives contenues dans les gaz d'échappement. Le but visé cidessus est atteint suivant l'invention, du fait que, à l'aide du carburateur de ralenti suivant l'invention, le mélange de ralenti est dosé avec précision par une vis de réglage, qu'il est intensément chauffé dans un échangeur ou préchauffeur par les gaz d'échappement et qu'il se forme ainsi un mélange carburant-air pauvre et homogène, susceptible d'étire facilement allumé et presque entièrement consumé par la comkustion, sans autre traitement ou dispositif.Et la carburation thermique du mélange ralenti commence peu après le lancement du moteur. I1 n'y a pas de ratés même après un fonctionnement assez long à pleine charge Grâce à la quantité de gaz dégagée dans l'échan- geur de chaleur ou préchauffeur, il est possible de faire tourner le moteur presque à tous les niveaux de charge avec un excédent d'air. Le procéde de l'invention a également pour objet une réduction automatique de la température au fur et à mesure de la transition depuis la marche à vide, en passant par le fonctionnement à charge partielle jusqu'à la pleine charge, où de plus en plus de mélange carburé provenant du carburateur principal est admis par l'intermédiaire d'un papillon pour se mélanger dans le collecteur d'admission au mélange air-carburant provenant du carburateur de ralenti. Et pendant cette phase, la fraction du mélange provenant du carburateur de ralenti diminue de plus en plus, de sorte que la température de la totalité du mélange admis atteint sa plus basse valeur à pleine charge. La oenséquenoe en est un remplissage des cylindres toujours optimal et donc une plus faible oonsommation de carburant. L'abaissement automatique de la temperature est commandé par la variation de la pression différentielle en amont et en aval du clapet d'etranglement. L'invention sera décrite cidessous plus en détail, en référence à la figure unique du dessin annexé qui est une représentation schématique du carburateur. Tout le mélange air-carburant du carburateur de ralenti 3 est dirigé pendant le fonctionnement au ralenti, suivant les lignes fléchées inscrites au dessin, à travers l'échangeur de chaleur ou préchauffeur 10, disposé dans le collecteur d ' échappement 9, pour y etre chauffé par la chaleur des gaz d'echappement, et ensuite le mélange passe, de préférence d'en bas, dans le raccord en T du collecteur d'admission 8, ce qui est indiqué par une autre ligne fléchée, et le débit du mélange est réglable à l'aide de la vis de réglage 5. Pendant le fonctionnement à charge partielle le mélange provenant du carburateur de ralenti 3 et chauffé dans le préchauffeur ou échangeur de cha- leur 10, se mélange dans le collecteur d'admission 8 avec le mélange carburant-air froid préparé dans le carburateur principal 1. Le préchauffage résultant suffit pour assurer aussi à ce niveau de charge une combustion optimale et rapide. A pleine charge et par conséquent avec la dépression en diminution dans le collecteur d'admission 8, la quantité de mélange parcourant le préchauffeur ou échangeur de chaleur 10 diminue de telle façon qu'il ne se produit qu'un prechauffageu important. La grande vitesse de l'air régnant dans le carburateur principal lors de cet état de fonctionnement donne un mélange suffisammant homogène. Pour eçe^cher que le carburant ne continue à couler de manière indésirable après la rapide fermeture du papillon 14, il est prévu une valve de régulation 7 qui admet dans la conduite d'admission du carburateur de ralenti 3 de l'air supplémentaire lorsque la dépression dans le collecteur d'admission 8 augmente, et qui provoque ainsi l'abaissement de la dépression qui y règne. Cela péche l'entrée d'un excédent de carburant. Pendant la phase d'accélération, la valve de limitation du vide 13 se ferme en partie et assure ainsi un dosage précis de l'enrichissement du mélange. En conséquence, la quantité de carburant injectée par la pompe d'accélération est réduite ou ramenée à zéro. Les grandes pointes de CO qui apparaissent autrement pendant cette phase de fonctionnement sont sensiblement réduite.La conduite par impulsions, selon la ligne fléchée inscrite au dessin, de la valve de régulation 7 peut, pour tenir compte de certaines conditions spéciales, être raccordée au collecteur d'admission 8, au lieu d'être disposée comme indiqué sur le dessin. L'alimentation du carburateur principal 1 en air et en carburant se fait dans le sens indiqué par les flèches 2 et 12 et l'alimentation du carburateur de ralenti se fait dans le sens des flèches 4 et 12. Le flotteur du carburateur est indiqué par le chiffre de référence il tandis que le chiffre de référence 6 désigne une vis de réglage pour 1 'amenée supplémentaire d'air, c'est- -dire d'air secondaire. Selon le procédé conforme à l'invention, avec carburateur de ralenti à /action thermique, il est possible d'équiper de manière relativement simple un moteur à combustion interne de sorte qu'il réponde de manière optimale aux exigences actuelles quant à l'économie de carburant et aux principes écologiques. Son application aux véhicules automobiles est possible à l'usine fournissant les véhicules et aussi par une transformation ultérieure de véhicules ayant déjà servi. zvN1JICAUIONS 1. Procédé pour la carburation thermique du mélange de ralenti pour les moteurs à essence, caractérisé en ce que le mélange air-carburant préparé dans le carburateur de ralenti est dirigé à travers un échangeur de chaleur ou préchauffeur, chauffé par le gaz d'échappement et ainsi transformé en gaz, qu'il est ensuite envoyé pour le fonctionnement au ralenti dans le collecteur d'admission et aspiré dans le ou les cylindre(s) du moteur, et en ce que le mélange carburé de ralenti préchauffé est, pendant le fonctionnement à charge partielle, consécutif à l'ouverture partielle du papillon, mélangé dans le collecteur d'admission avec le mélange air-carburant froid préparé dans le carburateur principal et ensuite admis, conjointement avec le mélange froid, dans le ou les cylindre (s) et en outre en ce que, pendant le fonctionnement à pleine charge, dû à l'ouverture canplète du papillon, le debit de mélange de ralenti parcourant le préchauffeur ou échangeur de chaleur diminue, par suite de la baisse de la dépression dans le collecteur d'admission, à un point tel que le préchauffage, devenu inutile à pleine charge, devient insignifiant et qu'un mélange air-carburant non ou peu chauffé est aspiré du collecteur d'admission dans le ou les cylindre(s), la grande vitesse d'aspiration d'air dans le carburant, qui règne alors, produisant un mélange d'une homogénéité suffisante. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mélange aspiré par le moteur présente au ralenti la température la plus élevée et à pleine charge la température la plus basse, ce qui est dû à l'influence de la pression différentielle en amont et en aval du papillon, ce dernier réduisant automatiquement la fraction chaude du mélange au fur et à mesure que la charge du moteur augmente. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, par l'effet synergique de la carburation thermique, de l'échauffement intense et du dosage précis selon les différentes phases de fonctionnement, une adaptation automatique du débit et de la température a lieu, et que cela est obtenu par la collaboration de l'échangeur de chaleur ou préchauffeur de la valve de régulation et de la valve de limitation du vide. 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que 1 1écoulement d'un excédent de carburant après la rapide fermeture du papillon est empêche par l'ouverture de la valve de régulation, lors d'une dépression poussée dans le collecteur d'admission, et par la diminution de la dépression dans le carburateur de ralenti ainsi provoée. - 5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dosage de l'enrichissement du mélange pendant la phase d' accélération est provoque par la valve de limitation du vide qui se ferme en cas de diminution de la depression dans le collecteur d'admission. 6. Carburateur thermique de ralenti pour les moteurs à essence, destiné à la réalisation du procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est prévu un système de carburateurs composé d'un carburateur principal, d'un carburateur de ralenti thermique, ainsi que d'un flotteur et d'un papillon et dont le carburateur principal oommu- nique du oôte amont avec le collecteur d'admission tandis que le carburateur de ralenti est relié par un guidage par conduite à l'échangeur de chaleur ou préchauffeur du collecteur d'échappement, ce guidage par conduite menant, après le Préchauffage, de préférence d'en bas, dans le collecteur d'admission et en outre en ce qu'il est prévu une vis de régulation pour le mélange de ralenti, une autre vis de réglage pour l'amenée d'air supplémentaire (air secondaire), une valve de régulation pour empêcher l'écoulement de carburant excédentaire après la fermeture rapide du papillon, ainsi qu'une valve de limitation du vide pour doser l'enrichissement du mélange pendant la phase d'accélération.