Brevet FR2472668A1 — publié le 19810703

1. La présente invention concerne un dispositif d'en- richissement en carburant pour carburateur. Plus spécifique- ment, la présente invention concerne un carburateur du type à gaz utilisant un carburant gazeux dans un moteur à combus- tion interne. Le dispositif de la présente invention s'appli- que particulièrement soit à un carburateur à clapet d'air, soit à un carburateur comportant un venturi fixe. La présente invention est, par conséquent, applicable à un carburateur du type double, c'est-à-dire à un carburateur ou à un tandem de carburateurs qui fonctionne soit avec un carburant liquide soit avec un carburant gazeux, bien que le dispositif d'en- richissement fonctionne seulement pendant la marche avec un carburant gazeux. Le dispositif selon la présente invention peut être mis en action au moment du démarrage d'unnoteur à combustion interne de façon à faciliter celui-ci, et permet en outre l'addition de carburant supplémentaire alors que le papillon est totalement ouvert ou à pleine charge. Les carburateurs de l'art antérieur comportent di- vers dispositifs de marche au ralenti et d'introduction de carburant supplémentaire lorsque le papillon est totalement ouvert. On connaît dans l'art antérieur de nombreux disposi- tifs d'introduction de carburant supplémentaire dans des car- burateurs à carburant liquide, en conjonction avec un venturi 2. fixe dans le canal d'introduction. D'autres dispositifs com- portent des dispositifs facilitant la marche au ralenti dans le cas d'essence liquide, de mélange de carburants gazeux, et comprennent des dispositifs utilisant des conduites hau- te pression entre le côté primaire d'un évaporateur de gaz de pétrole liquide au lieu d'utiliser le carburant basse pres- sion du côté secondaire de l'évaporateur. La présente structure peut être utilisée dans un carburateur du type à venturi fixe, mais être également appli- quée à un carburateur du type à clapet d'air, o il est géné- ralement considéré que ce type de carburateur a un venturi variable de façon que le débit puisse être variable, mais que la hauteur de refoulement soit constante dans le canal d'in- troduction situé au-dessus de la plaque du papillon. La pré- sente invention permet de contrôler le gaz à faible pression de la conduite d'alimentation principale en carburant. Au dé- marrage d'un moteur à explosion, le vide dans le collecteur est faible ou inexistant et, par conséquent, il y a une faible pression, de valeur insuffisante, dans le canal d'introduction pour ouvrir le clapet d'air dans un carburateur à clapet d'air et introduire le carburant par l'intermédiaire du canal. Par conséquent, il y a une légère dépression par rapport à la pression atmosphérique juste au-dessus du papillon. Cette dé- pression est d'environ 150 mm de colonne d'eau. Au moment de démarrer un moteur, il est nécessaire de disposer de davanta- ge de carburant près du papillon, et le papillon étant totale- ment ouvert, il faut davantage de carburant pour satisfaire une charge plus importante. Au ralenti ou à une vitesse de croisière, la chute de pression dans le canal d'introduction permet d'actionner l'ouverture d'un clapet d'air et est suf- fisante pour introduire le gaz, au niveau d'un cône de dosa- ge de carburant, dans le moteur o il sera brClé; par con- séquent, l'enrichissement en carburant n'est pas nécessaire au ralenti ou aux vitesses de croisière. Si le nombre de tours du moteur décroît alors que le papillon est totalement ouvert par suite de surcharge, il se produira un changement dans le vide du collecteur qui dépassera la valeur nécessaire 3. à l'ouverture du clapet d'air pour permettre une admission convenable de carburant dans le moteur. Le dispositif d'enri- chissement en carburant répond à ce cas, et permet de complé- ter l'alimentation principale en carburant lorsqu'il y a modification du vide. Le dispositif selon la présente invention concerne un dispositif d'enrichissement en carburant pour carburateur à carburant gazeux. La présente invention permet de fournir du carburant supplémentaire au moment du démarrage, ou lors- que le papillon est largement ouvert, au moment o le vide est faible ou la charge est importante, lorsque le disposi- tif est appliqué à un moteur à combustion interne. La présen- te invention s'applique particulièrement à un carburateur du type à clapet d'air, o l'alimentation principale en carbu- rant dépend du vide du collecteur, celle-ci se concrétisant par l'entrée de carburant et d'air par l'intermédiaire des canaux d'introduction et de mélange. Le dispositif de la pré- sente invention se substitue à l'alimentation principale de carburant-lors d'un démarrage initial, alors qu'il n'y a au- cune circulation continue de carburant dans le dispositif pendant les marches au ralenti et les marches de croisière. De plus, le papillon étant totalement ouvert, ou la charge étant importante, la structure d'enrichissement en carburant de la présente invention fournit de nouveau du carburant au canal d'introduction. En outre, ce carburant supplémentaire fourni par le dispositif de la présente invention ne nécessi- te pas une conduite supplémentaire mais provient de la con- duite principale, en général du côté secondaire d'un évapora- teur à basse pression. Cette dernière caractéristique permet d'éviter l'utilisation d'une conduite de carburant à haute pression, le carburant à haute pression provenant soit de la section primaire d'un évaporateur de carburant, soit de l'utilisation d'une pompe supplémentaire. Dans un mode particulier de réalisation de la pré- sente invention, le dispositif comprend un évent atmosphéri- que avec deux clapets à membrane en parallèle. Le carburant supplémentaire évite le cône de dosage de carburant princi- 4. pal et est transféré au canal d'introduction situé en amont du papillon. Le clapet de carburant supplémentaire est ou- vert au moment du démarrage par un clapet à membrane agissant en réponse à une petite chute de pression pès du papillon, alors que la pression atmosphérique fait fléchir la membrane d'un moteur à chambre d'expansion dans le but d'ouvrir le clapet de carburant. Après le démarrage du moteur, il y a une augmentation du vide dans le collecteur au-dessous du pa- pillon et le second clapet à membrane s'ouvre de façon à per- mettre l'entrée d'air atmosphérique dans le canal de carbu- rant supplémentaire. Cela a pour effet d'équilibrer la pres- sion et-la pression atmosphérique des deux côtés de la premiè- re membrane, ou membrane de la conduite de carburant supplé- mentaire, permettant à ce clapet de se fermer pour une vites- se, dite vitesse de marche au ralenti. Le papillon étant tota- lement ouvert, le vide du collecteur est le même que la-pres- sion régnant dans le canal d'introduction, pression qui agit sur la membrane de la conduite de carburant supplémentaire, et cette dépression par rapport à la pression atmosphérique a pour effet d'ouvrir de nouveau la conduite de carburant supplémentaire, ce qui permet l'entrée de carburant supplémen- taire dans le canal d'introduction. La présente invention sera bien comprise lors de la description- suivante faite en liaison avec les dessins ci- joints dans lesquels: La figure 1 est une vue schématique de côté en coupe du dispositif d'enrichissement en-carburant de la présente invention, fixé à un canal d'introduction d'un carburateur à carburant gazeux à clapet d'air, représenté dans la position de démarrage du moteur; La figure 2 est une vue en coupe schématique à gran- de échelle du dispositif de la figure 1; La figure 3 est une vue en coupe schématique du dispositif d'enrichissement en carburant, le moteur étant au ralenti ou fonctionnant à la vitesse de croisière; et La figure 4 représente une vue en coupe schématique du dispositif alors que le papillon est totalement ouvert. 5. En figure 1, un carburateur 10 à carburant gazeux à clapet d'air comporte six commosants principaux. Le premier composant est une partie de corps central 12 définissant un canal d'introduction d'air et de mélange 14 avec des parois latérales 16 et 18, une extrémité d'entrée 20, et une extrémité de refoulement 22. La paroi latérale 18 du canal 14 définit un orifice auxiliaire de carburant 24 et la paroi latérale 16 un orifice de contrôle 26. Le second composant principal est un canal d'alimentation principale en carburant 28 comportant une paroi latérale 29, un déflecteur 30 fixé en permanence dans le canal 28 et un orifice de carburant 31 défini par la paroi latérale 29. Le troisième composant principal est un clapet 32 à membrane normalement fermé, sollicité par un res- sort, qui est monté au sommet du canal 14 avec le quatrième composant, cône de dosage de carburant 34, monté au-dessous du clapet 32 dans le canal 14 et se terminant dans l'extrémi- té du canal d'alimentation principale en carburant 28. Ce clapet à membrane 32 répond à la dépression se produisant dans le canal 14, dépression qui est contrôlée par l'orifice 26 et par un canal 36 communiquant avec le clapet 32. Monté dans le canal 14 se trouve un élément de papillon mobile 38 cons- tituant le cinquième composant principal qui pivote de façon à tourner autour d'un axe 40 placé au centre. Le papillon 38 ré- pond à un signal ou force extérieure, par l'intermédiaire d'un moyen de communication ou un moyen de biellette (non représen- té) connu dans l'art. L'ouverture du papillon 38 reflète une augmentation générale de la demande du moteur (non représen- té) en carburant auquel le carburant de ce mode de réalisation particulier est fixé. Fixé par un moyen classique (non représenté) au car- burateur 10 se trouve un dispositif d'enrichissement en car- burant 42 constituant un sous-ensemble, ou sixième compo- sant principal, représenté dans la figure 1 et à grande échel- le dans la figure 2. Ce sous-ensemble comprend un ensemble 44 à clapet auxiliaire de carburant, avec un corps 45, une ouver- ture 46, et un canal auxiliaire d'entrée de carburant 47, tous deux définis par le corps 45, un moyen de sollicitation 6. 48 agissant seulement dans le but de maintenir le clapet 44 dans sa position normale de fermeture de l'ouverture 46. Le moyen de sollicitation 48 exerce généralement une force répon- dant à une chute de pression dans la conduite d'introduction au moment du démarrage d'environ 50 à 125 mm de colonne d'eau, nominalement de 100 mm de colonne d'eau. Un moteur 50 à chambre d'expansion 52 communique avec l'ouverture 46 et par conséquent avec le canal 14 par l'intermédiaire d'un canal de liaison 54 entre l'ouverture 46 et l'orifice de sortie de carburant auxiliaire 24.L'ouverture 46 communique avec le ca- nal 28 d'alimentation principale en carburant par l'intermé- diaire d'un canal d'admission de carburant auxiliaire 47 lors- que le clapet 44 est ouvert. Une seconde chambre 56 du moteur débouche dans l'atmosphère par l'intermédiaire d'un orifi- ce 58 défini par un corps de clapet 45 et un canal 60 relié à une conduite 62 débouchant dans l'atmosphère, otu se trouve un étranglement 64. Le moteur 50 comporte une membrane flexi- ble 66 fixée entre les chambres 52 et 56 et un actionneur 68 de clapet relié à la membrane, pour qu'il y ait contact avec le clapet normalement fermé 44 en réponse à une légère dépres- sion dans la chambre 52 du moteur 50. Une telle dépression permettrait par conséquent la circulation de carburant entre la conduite d'alimentation principale en carburant 28 à la hauteur du clapet 44 et l'orifice de carburant auxiliaire 24 en réponse à une légère chute de pression en-dessous de la pression atmosphérique dans le canal d'introduction 14 comme cela se produit dans un carburateur à carburant gazeux au mo- ment du démarrage, mais avant qu'un vide adéquat ne soit créé dans le canal d'introduction 14 de façon à ouvrir le clapet à membrane 32 et le cône de dosage de carburant 34 et introdui- re du carburant dans la chambre de combustion. Il y a eu par conséquent dérivation de l'ensemble constitué par le clapet à membrane 32 et le cône de dosage de carburant 34 et le démar- rage a été facilité. Un second ensemble 70 à clapet de commande norma- lement fermé du sous-ensemble 42 comportant un corps 71 est constitué d'une première chambre 72 et d'une seconde chambre 7. 74 avec une membrane flexible 76 et un clapet de commande normalement fermé 77 qui est sollicité par un moyen 78 de fa- çon à fermer un oricice 80 définit par le corps de clapet 71. Le moyen 78 a une telle force qu'il maintient généralement le clapet 77 dans la position fermée malgré un vide atteignant environ 150 mm de mercure, bien que la force de ce moyen de sollicitation puisse être réglée à n'importe quel autre ni- veau désiré. La première chambre 72 de l'ensemble 70 commu- nique avec une conduite 62 débouchant dans l'atmosphère par l'intermédiaire d'un canal 82. La seconde chambre 74 commu- nique avec le volume situé au-dessous du papillon 38 par un canal 84. L'orifice 80 communique avec l'orifice de sortie de carburant 24 par l'intermédiaire d'un canal 54. Lorsque le moteur muni du carburateur 10 est à l'arrêt, le clapet de commande 77 est normalement sollicité de façon à fermer- l'orifice 80 par le moyen de sollicitation 78. Le clapet 77 est fermé au moment du démarrage ou lorsque le papillon est totalement ouvert, car la dépression du collecteur au-dessous du papillon 38 ne permet pas de réduire la pression dans la chambre 74 de façon à permettre à la pression atmosphérique communiquée à la chambre 72 de vaincre le- moyen de sollicita- tion 78. Au ralenti et aux vitesses de croisière ou pour une vitesse de moteur inférieure à la vitesse correspondant à la position d'ouverture totale du papillon, comme représenté en figure 3, la dépression dans le collecteur communiquée à la chambre 74 au-dessous du papillon 38 permet l'ouverture du clapet de commande 77 et la communication d'une pression équi- valente à l'orifice de sortie de carburant 24 et à l'ouvertu- re 46, ce qui permet d'équilibrer la pression des deux côtés de la membrane 66 du moteur 50 et de fermer le clapet 44 en réponse à l'action du moyen de sollicitation 48. De plus, le clapet d'air 32 est ouvert ou ramené en arrière en répon- se à la réduction de la pression atmosmhérique au-dessus du pa- pillon 38, transmise par le canal 36,et par conséquent le cône de dosage de carburant 34 est extrait de la conduite 28 pour permettre l'admission de carburant dans le canal 14. Le papillon étant largement ouvert, comme cela- est 8. représenté en figure 4, le clapet de commande 77 est de nou- veau fermé et le clapet de carburant auxiliaire 44 de nouveau ouvert de façon à permettre la dérivation par le carburant du cône de dosage 34 et son introduction par le canal 47, l'ou- verture 46, le canal 54 et l'orifice de sortie 24. Le clapet 44 est ouvert par l'actionneur 68 pendant le déplacement du moteur 50 vers la gauche de la figure, sous l'effet de la pression légèrement réduite du canal 14 au-dessus du papil- lon 38, mais cette légère pression est la même ou presque la même que la pression contrôlée par le canal 84 appliquée à la chambre 74 du clapet 77,pression réduite qui est inadéqua- te pour vaincre la force de sollicitation du ressort du moyen 78. Le clapet 77 se trouve alors de nouveau fermé, et la pression atmosphérique règne dans la chambre 50, et une pression réduite par rapport à la pression atmosphérique dans la chambre 52, ce qui a pour effet d'ouvrir de nouveau le clapet 44. Le sous-ensemble 42 est représenté comme faisant par- tie du carburateur l0,mais cela n'est pas indispensable au fonctionnement car il pourrait constituer un ensemble indépen- dant relié aux orifices,,comme cela est représenté dans la figure. Il n'est pas nécessaire de disposer d'une source d'alimentation séparée ou de source d'alimentation en carbu- rant pressurisé dans la présente invention, à l'exception de la conduite d'alimentation principale en carburant à faible pression 28 qui est reliée au sous-ensemble 42 par un canal communiquant avec le canal 28. Le carburant supplémentaire n'est pas fourni continuellement au canal 14 sauf au démarra- ge et pour uneposition de totale ouverture du papillon. L'ac- tion du dispositif d'enrichissement en carburant est basée sur les besoins du moteur, non sur un signal externe. C'est- à-dire que le carburant n'est fourni que lorsque cela est né- cessaire, en réponse au vide régnant dans le collecteur du moteur mesuré au voisinage de la conduite o se trouve le pa- pillon 38. L'homme de l'art remarquera que le dispositif d'en- richissement en carburant pourrait être utilisé avec un carbu- rant de gaz à venturi fixe, bien que ses caractéristiques 9. particulières soient davantage applicables au fonctionnement d'un carburateur du type à clapet d'air. Le dispositif d'enri- chissement en carburant de la présente invention a été repré- senté comme étant monté sur le côté d'un carburateur à mem- brane à clapet d'air monté sur le dessus, mais peut s'appli- quer à un mélange de carburant gazeux du type représenté dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique no 4.063.905. L'appréciation de certaines des valeurs de mesures indiquées ci-dessus doit tenir compte du fait qu'elles pro- viennent de la conversion d'unités anglo-saxonnes en unités métriques. La présente invention n'est pas limitée aux exem- ples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de variantes et de modifications qui apparaîtront à l'homme de l'art. 10. REVENDICATIONS 1 - Dispositif d'enrichissement en carburant (12) pour carburateur à carburant gazeux (10) comportant un corps définissant un canal d'introduction d'air et de mélange (14) et comprenant un canal d'alimentation principal en carburant (28) pouvant communiquer avec le canal d'introduction d'air et de mélange (14), un cône mobile de dosage de carburant (34) agencé et disposé par rapport au canal d'alimentation principal en carburant (28) pour y doser la circulation de carburant en réponse à des variations de pression dans le ca- nal d'introduction d'air et de mélange (14), le canal (14) comprenant un organe mobile de papillon (38) et un orifice de commande sous vide (84) en aval du papillon (38), carac- térisé en ce qu'il comprend: - un canal d'entrée de carburant auxiliaire (47) communiquant avec le canal d'alimentation principal en car- burant (28); - un orifice de carburant auxiliaire (24) dans le canal d'introduction d'air et de mélange (14) en amont de l'organe de papillon (38); - un canal de sortie de carburant auxiliaire (54) communiquant avec l'orifice de carburant auxiliaire (24); - un ensemble à clapet de carburant auxiliaire nor- malement formé (44) placé entre le canal d'admission de carbu- rant auxiliaire (47) et le canal de sortie de carburant auxi- liaire (54); - un actionneur de clapet (68) répondant à une pres- sion, pouvant venir en contact avec l'ensemble à clapet de carburant auxiliaire (44), cet actionneur (68) comprenant un moteur à chambre d'expansion (50) comportant deux chambres (52, 56) l'une des chambres (52) communiquant avec le canal de sortie de carburant auxiliaire (54) et étant disposée de façon à ouvrir l'ensemble à clapet de carburant auxiliaire (44) en réponse à une pression prédéterminée inférieure à la pression atmosphérique dans le canal de sortie de carbu- rant auxiliaire (54), et un canal de dérivation à étrangle- ment débouchant dans l'atmosphère (60, 64) en communication 1l. avec l'autre chambre (56),et - un clapet de commande normalement fermé (77) pla- cé entre le canal de sortie de carburant auxiliaire (54) et le canal débouchant dans l'atmosphère (60, 64), le clapet de commande (77) comportant des première et seconde chambres (72, 74), o la première chambre (72) est agencée et disposée de façon à s'ouvrir en réponse à. un vide sélectionné en aval de l'organe de papillon (38). 2 - Dispositif d'enrichissement en carburant (10) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un clapet (32) à membrane communiquant avec le canal d'introduction d'air et de mélange (14) et susceptible de se déplacer sous l'effet de variations de pression dans le canal (14), le cône mobile de dosage de carburant (34) étant fixé au clapet (32) à membrane. 3 - Dispositif d'enrichissement en carburant selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une liaison mécanique qui se déplace en fonction des varia- tions de pression dans le canal d'introduction d'air et de mé- lange (14), le cône mobile de dosage de carburant étant posi- tionné de façon à se déplacer en fonction du mouvement de la biellette mécanique. 4 - Dispositif d'enrichissement en carburant selon la revendication 1,caractérisé en ce que le carburateur de carbu- rant gazeux est un carburateur à clapet d'air. - Dispositif d'enrichissement en carburant selon la revendication 1, caractérisé en ce que le carburateur est un carburateur à gaz de pétrole liquide. 6 - Dispositif d'enrichissement en carburant selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'ensemble à clapet de carburant auxiliaire normalement fermé est fermé par un res- sort (48). 7 - Dispositif d'enrichissement en carburant selon la revendication 6, caractérisé en ce que le ressort (48) a une force de fermeture comprise entre 50 et 125 mm de colon- ne d'eau. 8 - Dispositif d'enrichissement en carburant selon 12. la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en ou- tre un moyen de sollicitation(78) pour fournir une force per- mettant de maintenir le clapet de commande normalement fermé (77) dans sa position de fermeture. 9 - Dispositif d'enrichissement en carburant selon la revendication 6, caractérisé en ce que le ressort (48) exerce une force de sollicitation d'environ 150 mm de pres- sion de mercure. - Dispositif d'enrichissement en carburant selon la revendication 8, caractérisé en ce que le moyen de solli- citation est un ressort (78).