Brevet FR2484541A1 — publié le 19811218

PROCEDE ET GICLEUR POUR LA REALISATION D'UN MELANGE CARBURE DE RALENTI DANS UN MOTEUR A EXPLOSION L'invention concerne un procédé de réalisa tion d'un mélange carburé de ralenti1 destiné à être délivré dans une tubulure d'admission d'un moteur à explosion ; elle s'étend à un gicleur de ralenti appelé à se monter sur un car burateur auxiliaire de ralenti en vue de la mise en oeuvre du procédé de l'invention. On sait que, dans un moteur à explosion, lorsque le papillon des gaz du carburateur principal est fermé, le régime de ralenti est en général assuré par un carburateur auxiliaire pourvu d'un gicleur de ralenti. Dans les gicleurs connus du type à pointeau, il existe une chambre unique pour réaliser le mélange air-carburant. / Ce type de gicleur présente plusieurs incon vénients. En premier lieu, le mélange réalisé présente une mau vaise homogénéité et il s'ensuit des surconsommations notables en carburant lorsque le moteur fonctionne au ralenti. Or, pour o la conduite en agglomération, la consommation à ce régime a une influence très importante sur la consommation moyenne du véhi cule ; de plus, les gaz d'émission, brulés imparfaitement au ralenti, sont une source de pollution grave. /pointeau mobile./ De plus, les gicleurs de ralenti connus, à 'sont fermés de façon relativement brutale lorsque le régime du moteur quitte le régime du ralenti pour passer à un régime in termédiaire plus élevé ; il s'ensuit parfois des à-coups dans le fonctionnement du moteur, avec éventuellement des risques de calage. La présente invention se propose de remédier aux défauts des gicleurs de ralenti connus. Un objectif de l'invention est en particulier d'indiquer un procédé perfectionné pour la réalisation du mé lange carburé de ralenti,permettant d'assureruneexcelleni homogé- néité de ce mélange. Un autre objectif de l'invention est, ainsi, d'autoriser des économies notables de consommation de carburant, en particulier en cas de conduite en agglomération. Un autre objectif de l'invention est de per mettre un passage progressif du régime de ralenti aux régimes intermédiaires plus élevés et d'éliminer les risques de calage du moteur. Un autre objectif est de donner la faculté, aux régimes intermédiaires ou même aux régimes élevés, d'améliorer le mélange carburé principal afin d'autoriser une meilleure combustion et de permettre des économies sensibles sur la consommation à ces régimes. Le procédé visé-par l'invention est du type dans lequel un débit de carburant de ralenti C r est mélangé avec un débit d'air de ralenti A r dans un carburateur auxiliaire de ralenti ; selon la présente invention, le mélange est effectué en deux phases une phase de prénélange, réalisée dans une première chambre, dite chambre de turbulence, et consistant à mélanger le débit de carburant de ralenti C r avec un débit d'air d'appoint Aa faible par rapport au débit A r en vue d'obtenir un prémélange fortement carburé M d'air et de carburant, p et une phase de mélange final, réalise dans une seconde chambre, dite chambre de mélange, et consistant à mélanger le prémélange M p au débit d'air de ralenti Ar. Selon un mode de mise en oeuvre donnant de bons résultats, le prémélange M p est de préférence réalisé au moyen d'un débit d'air d'appoint A a compris entre environ 2 % et 20 % par rapport au débit d'air de ralenti A r Les expérimentations ont démontré qu'un tel procédé permettait d'obtenir un mélange carburé~hokogène qui conduisait à des notables économies de consommation pendant le fonctionnement en ralenti du moteur. L'homogénéité du mélange carburé obtenu est encore améliorée par mise en oeuvre des conditions opératoires avantageuses suivantes - le prémélange M est réalisé dans la cham p bre de turbulence en guidant vers celle-ci l'air d'appoint A a et le débit de carburant C r selon des directions relatives perpendiculaires ou sécantes s'écartant de moins de 30* de la perpendiculaire, - le prémélange M p est guidé à la sorti'e de la chambre de turbulence selon une direction, d'abord radiale, centrifuge, à la sortie immédiate de ladite chambre de turbu lence, ensuite longitudinale vers la chambre de mélange, - le mélange final M r est réalisé dans la chambre de mélange en guidant vers celle-ci l'air de ralenti A r et le prémélange M selon des directions relatives perpendi p culaires ou sécantes s'écartant de moins de 30" de la perpendiculaire. On obtient alors un mélange carburé bénéfi- ciant d'une homogénéité exceptionnelle, qui semble correspondre aux conditions optimales pour réduire le plus possible, au ralenti, la consommation de carburant et la pollution. Par ailleurs, selon une autre caractéristique du procédé de l'invention, le prémélange Mp est réalisé au moyen d'un débit de carburant Cr qui est amené à varier en fonction inverse du régime du moteur, de façon à être maximum au régime de ralenti et à décroître aux régimes intermédiaires jusqu'à une valeur minimale nulle ou très faible, aux régimes élevés. On obtient ainsi un passage très progressif du régime de ralenti aux régimes plus élevés sans risque de calage du moteur ; de plus, par un réglage approprié de la valeur minimale du débit Cr, l'opérateur peut -en fonction du type de moteur et des conditions de fonctionnement- ajuster la richesse du mélange carburé principal sortant du carburateur principal, soit en enrichissant ce mélange par l'admission d'un faible débit de carburant C r complémentaire, soit en le suroxygénant grâce au complément d'air admis. La variation sus-évoquée du débit de carburant Cr sera obtenue de façon connue en soi par l'effet de dépression engendré par le moteur, dépression qui décroit au niveau du carburateur auxiliaire de ralenti lorsque le régime du moteur baisse. Selon une caractéristique du procédé de la présente invention, cette dépression est transmise vers la chambre de turbulence en vue d'agir sur un pointeau très effilé, mobile dans un portée fixe, le carburant étant amené à traverser avant son admission dans ladite chambre de turbulence le passage compris entre ledit pointeau et sa portée. e L'invention s'étend à un nouveau gicleur de ralenti appelé à se monter sur un carburateur auxiliaire de ralenti en vue de la mise en oeuvre du procédé ci-dessus défini. Ce gicleur est du type comportant des moyens d'amenée d'air de ralenti Ar, des moyens d'évacuation du mélange carburé Mrî des moyens d'amenée de carburant Cr, une chambre de mélange avec laquelle communiquentles moyens d'amenée d'air A et les r moyens d'évacuation du mélange M et un pointeau de réglage r du débit de carburant Cr. Selon la présente invention, ce gicleur comprend une chambre de turbulence dans laquelle est logé le pointeau en vue de définir avec une portée fixe un passage en communication avec les moyens d'amenée de carburant Cr, des moyens d'amenée d'air d'appoint A a débouchant dans la chambre de turbulence, / . et des moyens de mise en communication de la chambre de turbulence et de la chambre de mélange. D'autres caractéristiques de l'invention se dégageront de la description qui suit en référence aux dessins annexés qui en présentent, à titre d'exemple non limititif, un mode de réalisation préférentiel ; sur ces dessins qui font partie intégrante de la présente description qla figure 1 est une coupe axiale, a échelle dilatée, d'un gicleur conforme à l'invention, monté dans un puits de carburateur auxiliaire de ralenti que l'on aperçoit en partie à cette figure, la figure 2 est une coupe du gicleur par un plan transversal AA, - la figure 3 est une vue schématique, illustrant le montage du gicleur dans un ensemble de carburation de moteur à explosion, les figures 4 et 5 sont des schémas explicatifs de fonctionnement, montrant le gicleur respectivement en régime de ralenti et à un régime plus élevé. Le gicleur de ralenti 1 représenté à titre d'exemple aux figures est appelé à se monter dans un puits de carburateur auxiliaire de ralenti que l'on aperçoit en 2 aux figures 1 et 3. Ce puits de carburateur auxiliaire comprend de façon classique un conduit 2a pour l'arrivée de l'air de ralenti Arr un conduit 2b dans le prolongement du premier pour le départ du mélange carburé de ralenti Mr et un conduit 2c de distribution du carburant de ralenti. En outre, il est percé d'un trou partiellement taraudé dans lequel est vissé le gicleur 1 conforme a l'invention. Ce dernier comprend un corps creux 3 doté d'un filetage externe pour son montage dans le puits de carburateur auxiliaire 1. Ce corps creux 3 contient une buse d'arrivée de carburant 4 qui est introduite en force par une extrémité de celui-ci. Cette buse 4 délimite dans une rainure annulaire de son pourtour périphérique une chambre de mélAnge 5 qui communique, d'une part, avec le conduit 2a du carburateur par un canal 6 d'amenée d'air Ar, d'autre part, à l'opposé, avec le conduit 2b du carburateur par un canal 7 d'évacuation du mélange carburé M qui est réalisé dans r le gicleur de ralenti. Par ailleurs, la buse 4 est percée axialement d'un canal d'amenée de carburant 8 qui communique avec le conduit 2c du carburant et qui débouche à son autre extrémité par une portée conique 9 dans une chambre de turbulence 10. A l'intérieur de cette chambre 10, est disposé un pointeau mobile 11 qui est associé à des moyens de coulisse ment lui permettant de coulisser a frottement doux par rapport au corps 3. En l'exemple, ces moyens de coulissement sont constitués par une tête 12 qui porte le pointeau mobile 11. Ce pointeau mobile Il présente au niveau de la portée fixe 9 une forme conique très effilée, d'angle au sommet approximativement compris entre 0e et 30 , notamment de l'ordre de 20 à 25". Bien entendu, la portée conique 9 présente une forme conjuguée. Ces élements sont ainsi adaptés pour injecter le carburant dans la chambre de turbulence 10 selon une direction longitudinale ou s'écartant de moins de 30' de la direction longitudinale. En outre, le pointeau 11 comprend un canal longitudinal 13 d'amenée d'air d'appoint Aasqui est pratiqué selon 1' axe de celui-ci. Ce canal 13 débouche à équerre dans la chambre de turbulence 10 par des canaux radiaux 14. L'air d'appoint sortant des canaux 14 et le carburant passant entre le pointeau 11 et sa portée 9 présentent ainsi des directions relatives s'écartant de moins de 30e de la perpendiculaire, au moment où ils sont mis en contact dans la chambre de turbulence. Par ailleurs, la buse 4 est pourvue de deux méplats diamétralement opposés, qui délimitent des canaux lopgltudinaux 15 entre celle-ci et le corps 3 ; ces canaux 15 débouchent à une extrémité dans la chambre de mélange 5 et communiquent à leur autre extrémité avec la chambre de turbulence 10 par des canaux radiaux 16 situés autour de cette chambre de turbulence. Le prémélange M réalisé dans la chambre 10 p' qui est soumise à des turbulences très importantes, est ainsi guidé à la sortie de cette chambre, d'abord radialement dans le sens centrifuge dans les canaux 16, ensuite longitudinalement vers la chambre de mélange 5. Ce prémélange arrive dans cette chambre 5 avec une direction longitudinale et rentre en contact de l'air de ralenti A r arrivant radialement,suivant une direction perpendiculaire à celui-ci. Les expérimentations ont démontré que ces conditions semblaient correspondre aux conditions idéales d'obtention d'un mélange très intime et parfaitement homogène entre l'air et le carburant de ralenti. Par ailleurs, l'air d'appoint A a est guidé vers le canal 13 du pointeau mobile à travers une tige 17 qui est vissée dans un bouchon 18, lui-même vissé à l'extrémité du corps 2. La tige 17 comporte un canal axial 19 par lequel arrive l'air d'appoint ; ce canal est ouvert à l'extrémité externe de la tige 17 et est associé à un capuchon 20 de réglage du débit d'air d'appoint admis. Ce capuchon comprend des lumières radiales 21 débouchant au niveau de son pas de vis et la profondeur de vissage dudit capuchon sur la tige 19 permet d'ajuster là perte de charge et donc le débit de l'air A a s'écoulant au niveau du pas de vis. Un contre-écrou 22 permet de'bloquer le capuchon 20 dans la position choisie. En outre, la tige 19 sert d'appui par une collerette 23 à un ressort 24, qui par son autre extrémité vient en appui avec la tête 12. Ce ressort repousse donc cette tête et son pointeau, dans le sens de l'écartement de ce dernier par rapport à la portée 9. La tige 19 peut être plus ou moins profondément vissée dans le bouchon 18 en vue de régler la force de rappel exercée par le ressort. Un contre-écrou 25 permet de bloquer la tige dans la position choisie. La figure 3 illustre le montage du gicleur de l'invention ; on retrouve à cette figure les éléments classiques d'un ensemble de carburation de moteur à explosion cuve 26 d'alimentation en carburant avec son flotteur, carburateur principal 27, papillon des gaz 28, puits du carburateur auxiliaire 2 avec sa vis de richesse 29, le gicleur 1 conforme à l'invention étant monté sur ce puits. La figure 4 montre le gicleur en cours de fonctionnement en régime de ralenti lorsque le papillon des gaz 28 est fermé. La dépression engendrée par le moteur étant insuffisante à ce régime, l'action du ressort 24 écarte le pointeau de sa portée conique. Le débit de carburant de ralenti C r admis est maximum. Ce débit parvient dans la chambre de turbulence 10 où il est mis en contact, perpendiculairement ou selon une direction proche de la perpendiculaire, avec l'air d'appoint Aa Le débit de cet air d'appoint A est préala a blement ajusté pour être faible par rapport au débit d'air du ralenti A r qui arrive de façon classique dans le puits du carburateur de ralenti 2.Par exemple, on obtient de bons ré sultats dans la plupart des moteurs, en ajustant ce débit A a à une valeur de l'ordre de 4 à 5 % par rapport au débit d'air Ar Un prémélange très carburé M est ainsi réa p lisé, dans une première phase. dans la chambre de turbulence 10, puis est délivré vers la chambre de mélange 5 où il est mélangé dans une seconde phase avec le débit d'air de ralenti Ar A la sortie de cette chambre 5, le mélange carburé final Mc d'une homogénéïté exceptionnelle est envoyé dans la tubulu c re d'admission du moteur. Lorsque le régime du moteur croit, la dépression engendrée par celui-ci s'accroit et le déplacement du pointeau mobile très effilé vers sa portée réduit très progressivement le taux de carburant du mélange carburé Mc, celuici gardant toujours son excellente homogénéité. Ce caractère très progressif de la baisse de la richesse du mélange évite tout à-coup et écarte les risques de calage aux régimes intermédiaires (jusqu'à 2000 r.p.m (rotation par minute) environ) Le pointeau mobile peut être réglé comme le montre la figure 5 de façon que le débit minimum de carburant de ralenti ne soit pas nul à plein régime, ce qui permet, dans certains moteurs, de réguler le taux de carburant du mélange carburé réalisé dans le carburateur principal, notamment en décélération. I1 est également possible, dans d'autres cas, d'autoriser aux hauts régimes la fermeture complète du pointeau, en lui permettant de venir s'appliquer contre sa portée conique. Ce réglage du débit minimum de carburant à une valeur faible ou-nulle, peut être assuré grâce à la tête 12 qui porte le pointeau ; il suffit de positionner celle-ci par rapport au pointeau, soit de sorte qu'en position avant, elle vienne buter contre le corps 3 en préservant un passage minimum entre le pointeau et sa portée, soit au contraire, que le pointeau soit libre de venir au contact de sa portée. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux termes de la description qui précède, mais en comprend toutes les variantes En particulier un filtre à air peut être inséré dans la tige 17 d'amenée de l'air d'appoint A a ou à tout passage du dispositif qui conduit l'air. REVENDICATIONS 1/ - Procédé de réalisation d'un mélange carburé de ralenti M r destiné à être délivré vers une tubulure d'admission d'un moteur à explosion, du type dans lequel un débit de carburant de ralenti C est mélangé avec un débit d'air de r ralenti Ar dans un carburateur auxiliaire de ralenti, caractéri r sé en ce que le mélange est effectué en deux phases une phase de prémélange, réalisée dans une première chambre, dite chambre de tuEbulence, et consistant à mélanger le débit de carburant de ralenti C r avec un débit d'air d'appoint A a faible par rapport au débit A en vue d'ob r tenir un prémélange fortement carburé Mp d'air et de carburant, p et et une phase de mélange final, réalisée dans une seconde chambre, dite chambre de mélange et consistant à mélanger le prémélange N au débit d'air de ralenti Ar. p 2/ - Procédé selon la revendication 1, carac térisé en ce que le prémélange Mp est réalisé au moyen d'un dé p bit d'air d'appoint A a compris entre 2% et 20 % par rapport au débit d'air de ralenti Ar 3/ - Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le prémélange M est réalisé au p moyen d'un débit de carburant Cr qui est amené à varier en r fonction inverse du régime du moteur, de façon à être maximum au régime de ralenti et à décroitre aux régimes intermédiaires jusqu'à une valeur minimale, nulle ou tres faible, aux régimes élevés. 4/ - Procédé selon la revendication 3, dans lequel la variation du débit de carburant C est obtenue par r l'effet de dépression engendrée par le moteur, caractérisé en ce que ladite dépression engendrée par le moteur est transmise vers la chambre de turbulence en vue d'agir sur un pointeau très effilé, mobile dans une portée fixe, le carburant étant amené à traverser avant son admission dans ladite chambre de turbulence le passage compris entre ledit pointeau et sa portée. 5/ - Procédé selon l'une des revendications 1, 2, 3 ou 4, caractérisé en ce que le prémélange M est réali p sé dans la chambre de turbulence en guidant vers celle-ci l'air d'appoint A a et le débit de carburant C r selon des directions relatives perpendiculaires ou sécantes s'écartant de moins de 30 de la perpendiculaire. 6/ - Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que le prémélange Np est guidé à la sortie de la chambre de turbulence selon une direction, d'abord radiale, centrifuge, à la sortie immédiate de ladite chambre de turbulence, ensuite longitudinale vers la chambre de mélange. 7/ - Procédé selon l'une des revendications 1, 2, 3, 4, 5 ou 6, caractérisé en ce que le mélange final Mr est réalisé dans la chambre de mélange en guidant vers celleci l'air de ralenti A r et le prémélange. M p selon des directions relatives perpendiculaires ou sécantes s'écartant de moins de 30' de la perpendiculaire. 8/ - Gicleur de ralenti appelé à se monter sur un carburateur auxiliaire de ralenti en vue de la mise en oeuvre du procédé conforme à l'une des revendications 1, 2, 3, 4, 5, 6 ou 7, ledit gicleur comportant des moyens d'amenée d'air de ralenti Ar, des moyens d'évacuation du mélange carburé Mr, des moyens d'amenée de carburant Cri une chambre de mélange (5) avec laquelle communiquent les moyens d'amenée d'air A r et les moyens d'évacuation du mélange Nr, et un pointeau (11) de réglage du débit de carburant C ledit gicleur de ralenti étant caractérisé en ce qu'il comprend une chambre de turbulence (10) dans laquelle est logé le pointeau (11) en vue-de définir avec une portée fixe (9) un passage en communication avec les moyens d'amenée de carburant Cri des moyens d'amenée d'air d'appoint A a débouchant dans la chambre de turbulence (10), et des moyens de mise en communication de la chambre de turbulence (10) et de la chambre de mélange (5). 9/ - Gicleur de ralenti selon la revendication 8, caractérisé en ce gue les moyens d'amenée d'air d'appoint A comprennent un canal longitudinal (13) pratiqué dans a le pointeau (11) selon l'axe de celui-ci et des canaux radiaux (14) reliant à peu près en équerre ce canal longitudinal (13) avec la chambre de turbulence. (10), ledit pointeau (11) et sa portée fixe (9) étant agencés pour injecter le carburant dans ladite chambre de turbulence (10) selon une direction longitudinale ou s'écartant de moins de 30e de la direction longitu dinale. 10/ - Gicleur de ralenti selon l'une des revendications 8 ou 9, caractérisé en ce que les moyens de mise en communication de la chambre de turbulence (10) et de la chambre de mélange (5) comprennent des canaux radiaux (16) situés autour de la chambre de turbulence et des canaux longitudinaux (15) dans lesquels débouchent lesdits canaux radiaux, ces canaux longitudinaux (15) débouchant eux-mêmes dans la chambre de mélange (5). 11/ - Gicleur de ralenti selon l'une des revendications 8, 9 ou 10, caractérisé en ce que les moyens d'amenée d'air d'appoint a comprennent des moyens de réglage (20, 21) du débit dudit air d'appoint. 12/ - Gicleur de ralenti selon l'une des reyêndications 8, 9, 10 ou Il, caractérisé en ce que le pointeau (11) présente une forme conique très effilée, d'angle au sommet approximativement compris entre 100 et 30 , ledit pointeau mobile longitudinalement étant associé à des moyens élastiques (24) agences pour lLarter de sa portée (9). 13/ - Gicleur de ralenti selon l'une des revendications 8, 9, 10, 11 ou 12, caractérisé en ce qu'il comprend un corps creux (3) doté d'un filetage externe et comportant le canal (6) d'amenée d'air de ralenti A a et le canal (7) d'évacuation du mélange carburé Mr, . une buse (4) d'arrivee de carburant, logée dans le corps (3) et délimitant aveccelui-ci la chambre de mélange (5), cette buse (4) comportant la chambre de turbulence (10), les moyens (15, 16) de mise en communication de la chambre de turbulence et de la chambre de mélange, la (9) portée conique de pointeau et le canal (8) d'amenée de carbu- rant, et le pointeau mobile (il), disposé dans la chambre de turbulence (10) et associé à des moyens (12) de coulissement axial par rapport au corps (3), ledit pointeau (11) comportant des moyens (13, 14) d'amenée d'air d'appoint A. a