Brevet FR2476749A1 — publié le 19810828

i La présente invention a pour objet des perfec- tionnements aux dispositifs économiseurs de carburants pour carburateurs et autres appareillages analogues éla- borant des mélanges carburants-comburants, notamment pour moteurs à combustion. Dans ce qui suit, et par simplification, on se limitera à titre illustratif, au cas des carburateurs pour moteurs à explosion de types classiques, ce qui re-- présente actuellement le cas le plus fréquent et le do- maine d'application le plus large des dispositifs conformes à l'invention. Les dispositifs économiseurs d'énergie en géné- ral et de carburant en particulier, tendent à se multi- plier, mais leur efficacité n'est pas toujours démontrée, au moins à large échelle, sur des durées d'emploi pro- longées et de façon reproductible. Certains présentent actuellement un rendement satisfaisant et ceci sur des types de carburateurs et de moteurs très divers, et avec des conducteurs eux-mêmes très variés, sur la plus longue durée d'exploitation et sans dommage sur le reste de l'installation. Ils font l'objet de demandes de titres de propriété industrielle français dont les plus significatifs sont les suivants tous au nom du demandeur des présentes: a) 78/32.324 du 16 Novembre 1978 intitulée "dispositif régulateur de la richesse du mélange fourni par un carburateur lors de la transition entre le régime de ralenti et la marche normale", b) 79/12,234 du 14 Irai 1979 intitulée "dispo- sitif régulateur de la richesse du mélange élaboré par un carburateur lors des transitions entre le régime de ralen- ti et la marche normale" c) 77/07.454 du 14 1.Iars 1977 intitulée "dispo- sitif régulateur de ralenti pour moteurs de véhicule auto- mobile", d) 78/000.80 du 3 Janvier 1978 intitulée "perfectionnements apportés au dispositif régulateur de ralenti pour moteurs de véhicules automobiles". La solution industrielle résultant de l'en- semble de ces quatre documents se traduit essentiellement par un petit appareil régulateur relié d'une part au filtre à air du côté air filtré et d'autre part au puits de ralenti entre le gicleur de ralenti et le débouché dudit puits dans la tubulure d'admission au moyen d'une vis de richesse spéciale percée pouvant être notamment utilisée à cet effet. Le régulateur a pour but de réduire la consommation excédentaire et l'accroissement de la pollution notamment dans les régimes transitoires; et plus généralement quand les ouvertures de progressivité débitent, il agit directement sur la cause de ces effets nocifs, c'est-à-dire sur les valeurs excessives atteintes par la dépression régnant dans le puits de ralenti, alors que l'alimentation du moteur est assurée pour une part variable selon le régime du moteur par le mélange issu des orifices de progressivité ménagés généralement à la base du puits de ralenti etdégagés par la rotation du papillon. Le régulateur fonctionnant en valve automatique met aux périodes opportunes, le puits de ralenti en com- munication avec l'atmosphère (au travers du filtre à air) ou avec un fluide additionnel (gaz de carter ou gaz d'é- chappement recyclés, autre gaz combustibles ou non). Le calibreur d'air se trouve ainsi shunté, la dépression dans le puits en aval du gicleur de ralenti s'abaisse et celui- ci sollicité par une moindre dépression voit son débit réduit alors que le débit d'air global n'est pas modifié dans une mesure trop importante afin de ne pas nuire au bon fonctionnement du moteur. On évite ainsi le suren- richissement du mélange carburant/comburant qui se pro- duit habituellement et on en supprime les effets néfastes /... sur la consommation et la pollution. Ce régulateur de l'art antérieur repré- senté schématiquement en couple axiale à la figure 1., comprend un corps 1 solidaire d'une coupole 2. L'insert 3, de préférence en acier est emprisonné dans le corps 1 et est percé a:xialement en 4 pour communication via le tube 5 avec la vis de richesse de ralenti 6 ou la connec- tion directe dans ledit puits. Le corps 1 est égaleraent percé en 7 pour corrmmunication via le tube 8 avec le filtre à air non représenté. Une membrane souple 9, par exemple en caoutchouc, est montée de façon à définir un volume 10 déformable sous la coupole 2. Cette membrane 9 porte en son centre un rivet 11 percé axialement et maintenant sur la membrane 9 une rondelle aimantée 12 qui vient appliquer le centre de la membrane 9 contre l'insert 3 se trouvant sensiblement co- axiaux. Dans cette position de repos, le volume 10 est en relation via 11, 4 et 5 avec la vis creuse de ralenti 6. Si la dépression en 10 augmente suffisamment (avec celle dans le puits de ralenti) la force développée sur la mem- brane est suffisante pour vaincre l'attraction de l'aimant 12 sur l'insert 3, (pièce de rappel). Dans ce cas, la membrane se soulève et va mettre en communication la vis de ralenti 6 et le filtre à air, via 5, 4, 13, 7 et 8, ce qui produit l'effet re- cherché. A l'inverse, dès que la dépression dans le puits de ralenti devient insuffisante, la membrane 9 revient à la position de repos et interrompt cette communication. On conçoit que ce dispositif dont l'efficacité est démontrée présente une ouverture et une fermeture franches, le seuil de dépression commandant l'ouverture étant déterminé d'une façon fixe pour un dispositif donné. La présente invention a pour objet des dispositifs permettant le réglage des conditions d'ouver- ture et de fermeture du système à membrane, tout en m.ain- tenant les caractéristiques avantageuses suivantes du dispositif antérieur qui vient d'être décrit: - le fait que l'information apportée au régula- teur, c'est-à-dire l'injection d'air atmosphérique ou de tout autre fluide dans ledit puits, empruntent la même voie, ce qui permet un montage extrêmement simple. - une grande vivacité d'ouverture et de ferme- ture obtenue grâce à l'attraction magnétique qui présente l'avantage d'une décroissance rapide dès l'accroissement de l'entrefer et réciproquement, ce qui n'est pas le cas par emploi de dispositifs de rappels classiques, tels que des ressorts. La présente invention a donc pour but de régler principalement le seuil d'ouverture et de fermeture, sans porter atteinte aux caractéristiques fondamentales ci-dessus exposées. Selon les dispositifs conformes à la présente invention, on agit sur les conditions de déplacement de ce que l'on appellera ci-dessous l'équipage mobile mer- brane-airnant, au moyen de tout système de réglage simple et d'accès aisé, comme une vis de réglage axiale montée au centre de la coupole. Pour mieux faire comprendre les caractéristi- ques techniques et les avantages de la présente invention, on va décrire des exemples de réalisation étant bien en- tendu que ceux-ci ne sont pas limitatifs quant à leur mode de mise en oeuvre et aux applications qu'on peut en faire. On se reportera aux figures 1 à 6 qui repré- sentent chacune en coupe, une variante de réalisation des dispositifs conformes à la présente invention. On y désigne par les mêmes références que celles de la figure 1 les éléments identiques ou équivalents. La figure 7 représente schématiquement un diagramme illus- trant le fonctionnement du dispositif de la figure 6. Exemple 1: En fonction des caractéristiques de l'aimant et de l'entrefer au repos, le réglage des seuils d'ouver- ture et de fermeture, déterminés par la force d'attraction de l'aimant sur la pièce de rappel, peut être réalisé: - par application d'une force ajustable ren- forçant ou affaiblissant plus ou moins la force d'attrac- tion fixe de l'aimant sur la pièce de rappel. - par ajustement direct de la force d'attrac- tion en faisant varier l'entrefer au repos entre aimant et pièce de rappel. Un exemple de dispositif agissant par applica- tion d'une force ajustable renforçant plus ou moins la force d'attraction est représentée à la figure 2. Un ressort 20 est intercalé entre l'aimant 12 et une vis de réglage 21 engagée au sommet de la coupole 2. En manoeuvrant cette vis on peut modifier la compres- sion initiale du ressort et l'amener au niveau correspon- dant au seuil d'ouverture souhaité nécessairement supérieur au seuil en l'absence de ressort, le réglage en étant as- suré par l'homme de l'art compte tenu des caractéristiques dudit ressort. La vis peut constituer butée limitant la levée de l'aimant, la position de la butée se trouvant sous la dépendance du réglage. L'action du ressort modifie sensible- ment les conditions dynamiques de fonctionnement; la vitesse d'ouverture est tempérée alors que la vitesse de fermeture est accrue. Exemple 2: Un exemple de dispositif a-issant par application d'une force ajustable affaiblissant plus ou moins la force d'attraction est représenté par la figure 3. Un ressort 30 développe une force f s'opposant à la force F d'attraction de l'aimant 12 sur l'insert 3. La valeur de f est réglée au moyen du dispositif 31 se vissant dans l'insert 3. Le réglage s'effectue par tout outil approprié au travers du canal 4 conduisant le fluide injecté au carburateur. L'inconvénient de cette disposition est que pour effectuer le réglage, qui doit être fait moteur en fonctionnement au ralenti, il est nécessaire de disposer d'un raccord spécial et que le passage de l'outil de réglage dans le canal 4 risque d'en réduire par trop la section et de perturber ainsi la transmission de la dé- pression et le débit du fluide injecté à l'ouverture. Par l'action du ressort la vitesse d'ouverture est accrue alors que la vitesse de fermeture est tempérée. Exemple 3: La figure 4 représente une réalisation par- ticulière o la force soustractive ajustable est de nature magnétique. La vis 21 se prolonge par une tige cylindrique sur laquelle sont disposés une rondelle 41 en appui sur l'épaulement 42 du filetage un ressort 43 et une masselotte en acier coulissante 44 maintenue par la butée 46. Un évidem ent intérieur 45 de la masselotte autorise la levée maximale désirée pour l'équipage mobile aimant-membrane après que l'aimant soit venu au contact de la masselotte. La masselotte exerce sur l'aimant une force d'attraction f en opposition avec la force d'attraction F exercé par l'insert sur le même aimant. La force f sous- 24767-49 tractive est fonction de la distance entre aimant et face inférieure de la couronne 47 de la rmasselotte et peut 8tre ajustée par manoeuvre de la vis 21. Lors de sa levée sous l'effet de la dépres- sion, l'aimant vient se coller à la masselotte qui coulis- se sur la tige 40 en compriment le ressort 43, l'action de la dépression continuant à s'exercer sur la membrane grace au jeu ménagé entre la masselotte 44 et la tige 40 ou tout autre disposition appropriée telle que fentes-19 ménagées dans la couronne 47 Le ressort 43 est calibré pour repousser la masselotte contre la butée 46 dès que la dépression de- vient inférieure à une valeur fixée l'aimant est alors rappelé sur l'insert et décolle de la masselotte. La fermeture de la valve est alors assurée. Une pièce spéciale 48 est mise en place, après réglage pour assurer une inviolabilité contrôlable du dispositif. Exemple 4: Dans les dispositifs décrits se rapportant aux figures 29 3 et 4 la modification des seuils dWouver- ture et de fermeture est obtenue par addition ou sous- traction d'une force ajustable se composant avec la force d'attraction de l'aimant sur l'insert. Une autre solution est l'tajustement direct de la force d'attraction de l'aimant (2 poles une face par exemple) sur une pièce de rappel par variation de l'entre- fer au repos entre aimant et pièce de rappel. Un exemple de dispositif de ce type est repré- senté par la figure 5. L'aimant 12 n'est pas directement au contact de la membrane mais s'en trouve écarté par l'entretoise 51. Un rivet creux 52 de longueur appropriée assemble l'aimant à la membrane tout en permettant à la dépression régnant dans le puits de ralenti de s'établir dans la chambre supérieure. La pièce de rappel est la rondelle 57 (ménage- ant en son centre le passage libre à l'entretoise 51) fixée d'une cloche 53 dont la position peut être réglée grâce à l'assemblage vis et écrou 55 ménagé dans le capot 56 et la cloche 53. Un joint d'étanchéité 59 est prévu à la partie supérieure de la cloche. Sur la figure 5 la cloche est représentée à sa position la plus basse, l'entrefer entre aimant et pièce de rappel est alors e et la force d'attraction est alors à sa valeur minimale. En faisant mouvoir la cloche vers le haut la valeur de e diminue et la force d'attrac- tion croit jusqu'à prendre une valeur maximale quant e devient nul. La dépression s'établit grâce aux jeux entre aimant et cloche et entre rondelle et entretoise. Si nécessaire des canaux peuvent être ménagés dans la jupe de la cloche pour faciliter l'établissement de la dépres- sion. La cloche est manoeuvrée par un outil appro- prié s'adaptant au logement 60 prévu à son sommet. Le passage de l'outil de réglage est condamné par un bouchon 4% mis en place après réglage et dont l'enlèvement laisse une trace visible permettant ainsi de contr8ler les inter- ventions surle dispositif. Dans le cas o pour chacun des dispositifs re- présentés il est utile pour limiter une déformation ex- cessive sans pour autant affecter les seuils d'ouverture et de fermeture, de tempérer les effets de la dépression sur la membrane, on peut adjoindre, sertie avec celle-ci une membrane auxiliaire présentant dans sa partie centrale un évidemment circulaire permettant d'éviter la solidari- sation des deux membranes dans cette zone. On peut également prévoir une pièce rigide 59 telle que figurée sur le dessin qui permet un débattement suffisant de la membrane tout en limitant sa levée. La- dite pièce joue également le rôle de butée basse pour le réglage de la cloche. Exemple 5: L'aimant constitue un ressort d'un type par- ticulier qui en raison de la loi de variation et de la force d'attraction en fonction de la variation de l'entre- fer assure une ouverture et une fermeture rapides, ce qui est souhaitable dans la majorité des cas à traiter. Néanmoins dans quelques casl'optimisation nécessite une régulation plus progressive et on peut alors remplacer l'aimant par un système de 2 ressorts permettant un réglage respectant une loi de levée déterminée de l'é- quipage aimant-membrane. La figure 6 illustre une réalisation parti- culière d'un tel dispositif dans lequel on reconnaît les pièces principales: capot, cloche et le mode de réglage par vissage de la cloche dans le capot. L'aimant est remplacé par 2 ressorts 61 et 62 montés chacun avec une précontrainte déterminée. Le res- sort 61 prenant appui sur la face inférieure du sommet de la cloche applique la membrane sur le siège du dispositif. Le ressort 62 prenant appui sur un redent à la base de la cloche tend au contraire à soulever la membrane. C'est donc un montage en opposition classique qui peut par positionnement convenable de la cloche dé- livrer une force déterminée pour plaquer la membrane sur son siège. La loi de levée après ouverture est fonction- des caractéristiques des 2 ressorts. L'entretoise 63 qui assure la liaison des deux ressorts avec lacloche est percée d'un orifice 64 par lequel se transmet la dépression. A l'intérieur de cet orifice est fixée par trois ailettes de centrage 66 une aiguille 65 qui au cours des mouvements de l'équipage membrane- entretoise se trouve plus ou moins engagée dans l'entrée 67 du canal faisant communiquer l'appareil et le puits de ralenti. La forme de l'aiguille 65 et de l'entrée 67 permet d'obtenir une section de passage varia- ble, entrainant une régulation du débit du fluide en fonc- tion de la dépression. Le fonctionnement est le suivant figure 7. Les ressorts 61 et 62 sont comprimés à des valeurs de flèches initiales respectivement Oa et Ob. Le point d'équilibre étant P. En agissant sur la cloche pour comprimer 61 on détend 62 et les points de fonctionnement viennent en P1 pour 61 et P2 pour 62. La force d'application de la membrane sur son siège est représentée par P1 P2 qui commande le seuil d'ouverture. Si la dépression franchissant ce seuil augmente de façon à déplacer l'entretoise de 01, 02, le ressort 61 subira une compression supplémentaire et au contraire le ressort subira l'extension correspondante. La force contrebalaçant l'action de la dépression sur l'entre- toise est alors représenté par P'I P'2. Il y a donc accrois- sement de cette force en fonction des caractéristiques des ressorts. Le seuil est donc réglable et la levée de l'é- quipage membrane-entretoise peut être contrô8lée en fonc- tion des caractéristiques des ressorts antagonistes. Dans l'ensemble des exemples,le système de réglage agit conjointement, additivement ou soustractivement avec au moins un système de rappel de l'équipage,en position de re- pos ou d'ouverture.Le système de réglage peut également ser- vir de butée à l'équipage,et ce dernier peut,au moyen d'une pièce adéquate calibrer l'ouverture de la canalisation de liaison au puits de ralenti. REVEiDICATIO IS- 1 Dispositif régulateur de la richesse du mélange combus- tible/comburant élaboré par un carburateur,comprenant une enceinte divisée en volumes variables par un équipage mobile n'obturant qu'au repos la communication entre au moins deux canalisations,la première reliée à une source de gaz addi- tionnel,la seconde à la base du puits de ralenti,en aval du calibreur d'air et du gicleur de ralenti et en amont des orifices de progressivité dudit puits,l'équipage se dépla- çant sous l'effet de la dépression dans le puits à partir d'un seuil prédéterminé par un sys tèmrne de rappel,mettant ainsi en communication le puits-et la source de gaz addi- tionnel,caractérisé par le fait que ce seuil est réglé au moyen d'un système de réglage agissant conjointement addi- tivement ou soustractivement avec un sys tème de rappel de l'équipage. 2 Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait que l'équipage comprend une membrane déformable. 3 Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2 carac- térisé par le fait que la membrane est percée pour mettre en communication,au repos,ladite seconde canalisation avec le volume variable situé de l'autre côté du débouché des deux canalisations dans ladite enceinte. 4 Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3,carac- térisé par le fait que l'équipage est ramené,par un système de rappel,vers le repos en position d'obturation de la com- munication entre lesdites canalisations. : Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4,carac- térisé par le fait que le système de réglage comprend une vis agissant sur un système de rappel dudit équipage. 6 Dispositif selon la revendication 5,caractérisé par le fait que le système de réglage agit sur le système de rappel en position de repos. 7 Dispositif selon l'une des revendications 5 ou 6,carac- térisé par le fait que le système de réglage agit sur un se- cond système de rappel de l'équipage en position d'ouverture. REVENDICATIONS 1. Dispositif régulateur de la richesse du mélange combustible-combu- rant élaboré par un carburateur, comprenant une enceinte divisée en deux chambres à volumes variables par un équipage mobile à membrane déformable obturant au repos la communication entre deux canalisa- tions débouchant dans une première chambre, à savoir une première canalisation reliée à une source de gaz additionnel et une seconde canalisation reliée à la base du puits de ralenti du carburateur, en aval du calibreur d'air et du gicleur de ralenti et en amont des orifices de progressivité prévus entre le puits de ralenti et la chambre de carburation, la membrane déformable étant percée pour mettre en communication, au repos, la seconde canalisation avec la seconde- chambre à volume variable située de l'autre côté de la pre- mière dans laquelle débouchent les deux canalisations, et un disposi- tif de rappel de la membrane en position de repos, l'équipage mobile se déplaçant sous l'effet de la dépression dans le puits de ralenti, à partir d'un seuil prédéterminé par le dispositif de rappel, pour mettre en communication le puits de ralenti et la source de gaz addi- tionnel, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de réglage (20, 21; 30, 31; 21, 40-46; 53) qui agissent conjointement, additivement ou soustractivement, avec le dispositif de rappel de l'équipage mo- bile pour ajuster le seuil d'ouverture et de fermeture de la membrane déformable (9). 2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la mem- brane déformable (9) porte, sur sa face tournée vers la seconde chambre (10), un aimant permanent (12) rappelé, par attraction magné- tique, vers une pièce fixe creuse (3) débouchant dans la première chambre (13) communiquant avec le puits de ralenti et formant à son extrémité un siège d'appui pour la membrane (9) en position de repos, et les moyens de réglage comprennent un ressort (20, 30) prenant appui d'une part sur la membrane et d'autre part sur un organe de ré- glage (21, 31). 3. Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le res- sort (20) est un ressort de compression logé dans la deuxième chambre et prenant appui d'une part sur l'aimant permanent (12) et d'autre part sur une vis de réglage (21) vissée dans une paroi (2) de l'en- ceinte. 4. Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le res- sort (30) est un ressort de compression logé dans la pièce fixe creuse (3) assurant le rappel de l'aimant (12) et de la membrane (9) en position de repos et il prend appui entre la membrane (9) et un organe de réglage (31) vissé à l'intérieur de la pièce fixe creuse (3). 5. Dispositif suivant la revendication 4, caractérisé en ce que la pièce fixe creuse (3) est percée d'un passage (4) permettant l'introduction d'un outil pouvant agir sur l'organe de réglage (31). 6. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la mem- brane déformable (9) porte, sur sa face tournée vers la seconde chambre (10), un aimant permanent (12) rappelé, par attraction ma- gnétique, vers une pièce fixe creuse (3) débouchant dans la première chambre (13), communiquant avec le puits de ralenti. et formant à son extrémité un siège d'appui pour la membrane (9) en position de repos et, en regard de cet aimant permanent (12) et à une certaine distance de ce dernier, une masselotte (44), ainsi que des moyens de réglage de la position de la masselotte (44) de manière à faire varier l'entrefer entre l'aimant permanent (12) et la masselotte (44) lorsque la membrane (9) est au repos. 7. Dispositif suivant la revendication 6, caractérisé en ce que la masse- lotte (44) est montée coulissante sur une tige (40) prolongeant une vis de réglage (21) vissée dans une paroi (2) de l'enceinte et est re- poussée conte une.butée (46) par un ressort (43). 8. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la mem- brane (9) porte un aimant permanent (12) logé dans la seconde chambre (10) et maintenu à distance de la membrane (9) par une entretoise (51), l'aimant (12) et l'entretoise (51) étant rendus solidaires de la membrane (9) par un rivet creux (52), et les moyens de réglage com- prennent une pièce de rappel (57) disposée entre l'aimant (12) et la membrane (9), à une certaine distance de l'aimant, ainsi que des moyens pour faire varier la position de la pièce de rappel (57) par rapport à l'aimant (12). 9. Dispositif suivant la revendication 8, cara ctérisé en ce que la piè- ce de rappel (57) est constituée par une rondelle fixée à l'extrémité ouverte d'une cloche (53) dont la position axiale peut être réglée par un assemblage vis-écrou (55) prévu sur la cloche (53) et sur un capot eoàxàal (56) faisant partie de la paroi (2) de l'enceinte, la cloche (53) étant pourvue d'un logement (60) permettant de la ma- noeuvrer en rotation au moyen-d'un outil, à partir de l'extérieur. 10. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 8 à 9, carac- térisé en ce qu'il comporte une pièce rigide autorisant un débatte- ment suffisant de la membrane (9) tout en limitant sa levée et jouant également le rôle de butée pour les moyens de réglage (53). 11. Dispositif régulateur suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte deux ressorts antagonistes (61 et 62) montés chacun avec une précontrainte déterminée, un premier ressort (61) prenant appui d'une part sur un organe de réglage (53) dont la position est variable et d'autre part sur la membrane (9), pour la repousser sur son siège tandis que le second ressort (62) agit en sens opposé sur la membrane (9), c'est-à-dire tend à l'écarter de son siège. 12. Dispositif suivant la revendication 11, caractérisé en ce que l'or- gane de réglage (53) est constitué par une cloche vissée plus ou moins dans un capot (56) faisant partie de la paroi (2) de l'en- ceinte, cette cloche (53) étant ouverte en direction de la membrane (9) et étant logée dans la seconde chambre (10), en ce qu'une entre- toise (63) fixée à la membrane (9), dans la chambre (10), s'étend à l'intérieur de la cloche (53), en ce que le premier ressort (61) est un ressort de compression placé entre le fond de la cloche et le fond de l'entretoise tandis que le second ressort (62) est un ressort de compression comprimé entre une-pièce fixée dans l'ouverture de la cloche et une butée prévue à l'extrémité de l'entretoise (63),-le fond de l'entretoise (63) étant percé d'un trou (64) par lequel se transmet la dépression. - 13. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que la membrane (9) est solidaire d'une aiguille (65) engagée dans l'entrée (67) de la seconde canalisation (4) reliée au puits de ra- lenti et permettant à la dépression qui règne dans le puits de ralen- ti de s'établir par des orifices dans la seconde chambre(lO),de fa- çon à modifier la section utile de passage de la première chambre (13) à la canalisation (4) reliée au puits de ralenti.