Brevet FR2487429A1 — publié le 19820129

La présente invention concerne un carburateur pour moteurs à combustion interne, comportant un papillon d'étranglement situé dans le canal d'aspiration et manoeuvrable à volonté et un volet de préétranglement situé en amont de ce papilbn, le débit de carburant étant déterminé par la Dression différentielle entre la cuve à flotteur et la zone du canal d'aspiration com- prise entre le dit papillon et le dit volet, cette pression différentielle pouvant être commandée au moyen d'un organe pneumatique attaquant le dit volet par l'intermédiaire d'une tringlerie. Avec un appareillage de ce genre on cherche à com- mander la pression différentielle déterminante pour le prélèvement de carburant, c'est-à-dire, dans un carburateur normal, la pression dans le diffuseur. On veut ainsi provoquer des corrections de la composition du mélange, par exemple son enrichissement en marche à chaud ou au démarrage ou en accélération. Cet appa- reillage peut en outre assurer une correction tenant compte de l'altitude. Ces dispositions sont prises en vue d'optimiser la composition des gaz d'échappement en liaison avec un abaissement de la consommation de carburant et l'élimination de défauts de fonctionnement du moteur. Un appareillage de ce genre est décrit dansla de- mande de brevet DE-OS 2 655 226, dans laquelle la botte a membrane conçue entant qu'organe pneumatique est sollicitée d'un c8té par la pression atmosphérique et, de l'autre côté, par la dépression qui règne dans le tuyau d'aspiration, cette sollicitation se produisant en fonction d'une électrovalve rythmée commandée au mo- yen d'un régulateur électronique selon la composition des gaz d'échappement. Cet appareillage connu permet, en régime station- naire, de commander dans des limites déterminées l'al- lure de l'enrichissement du mélange combustible. Ce carburateur a cependant un grave inconvénient - 2 - en régime non stationnaire la variatinn de pression dans le tuyau d'aspiration se répercute directement sous forme de variation de pression dans la chambre de travail de la boite à membrane, ce qui fait que la position du volet se trouve modifiée, d'o une va- riation indésirable dans la composition du mélange. La commande habituelle du volet au moyen d'une spirale bimétallique thermostatique a pour inconvé- nient qu'à mesure que la charge du moteur augmente, cest-à-dire à mesure que le débit d'air augmente, le volet monté avec excentrement s'ouvre bien un peu plus en fonction du débit d'air, ou sensiblement en fonc- tn de ce débit, mais ne peut cependant atteindre la pleine ouverture correspondant au débit d'air, car lors de ce mouvement d'ouverture la précontrainte du ressort bimétallique en spirale s'accroît, de sorte que la force antagoniste croissante s'oppose au mou- vement d'ouverture complète. Ainsi est engendrée, par l'intermédiaire du volet, une chute de pression qui fait que l'enrichiement en carburant augmente avec le débit d'air, ce qui est indésirable. Le problème qu'a résolu l'invention consistait à créer un carburateur dont la commande prévue pour assurer le prélèvement de carburant compenserait de manière simple, pour l'enrichissement du mélange, l'in- fluence de la dépression dans le tuyau d'aspiration lorsquele débit d'air augmente. La solution que l'invention a apportée à ce pro.- blème consiste en un carburateur dans lequel une chambre de l'organe pneumatique conçu sous forme d'une boîte à membrane communique par une conduite avec la zone du canal d'aspiration comprise entre le papillon et le volet de préétranglement, l'autre chambre de travail étant, par l'intermédiaire d'une conduite, sollicitée par une pression de consigne qui est engendrée dans une valve de commande primaire conçue en tant que valve à pression différentielle. -3 - Avec un carburateur ainsi conçu il s'établit dans la zone du canal d'aspiration comprise entre le papil- lon et le volet une pression qui correspond à la pres- sion de consigne, car des deux cotés de la membrane de la boîte doit forcément s'établir une même pression, de sorte que le volet de préétranglement se trouve dé- placé selon la pression de consigne pour aller occuper une position d'ouverture déterminée. Lorsque l'on ouvre le papillon la pression varie dans la dite zone du ca- nal d'aspiration et se propage dans une chambre de la boite à membrane, ce qui règle le volet de préétran- glement sur une nouvelle position, par équilibrage des pressions de part et d'autre de la membrane. La pression en aval du dit volet continue toutefois de correspondre, après amortissement des oscillations du système, à la pression de consigne établie. Dans une forme d'exécution de l'invention la valve de commande primaire comporte une membrane sollicitée d'une part dans une chambre par la pression atmozphé- rique et, d'autre part, par une force antagoniste, tan- dis que dans l'autre chambre de cette valve qui com- munique par une conduite avec la chambre de travail'. de la boîte à membrane reliée à l'atmosphère par l'in- termédiaire d'un étran.ement est engendrée la pression de consigne par le fait que la membrane de cette valve actionne un clapet soumis, par l!intermédia'Lre dru-ne conduite,à la pression qui règne dans le tuyau d'aspi- ration et qui fait office de servo-énergie. Il est en outre prévu que la force qui agit sur la membrane de la valve de commande primaire soit com- mandée au moyen d'un ressort à partir de param-ètre- de fonctionnement du moteur. De cette façon la force de la pression différentielle déterminante pour le prélèvement de carburant peut être commandée uniquement par la puissance du ressort, par exemple au moyen d'élé- ments appropiés connus, tels qu'un élément à corps de dilatation sensible à la chaleur, un dispositif bimétal- - 4 - lique ou un moteur pas à pas. Dans une autre forme d'exécutinn il peut être pré-- vu que la force qui agit sur la membrane de la valve de commande primaire soit engendrée au moyen d'un système magnétique à bobine mobile en fonction de paramètres de fonctionnement du moteur. Cette forme d'exécution permet elle aussi de manière simple de faire varier l'action de la force sur la membrane de la valve de commande primaire et, par suite, de faire varier la pres- sion différentielle déterminant leprélèvement de car- burant. Dans cette forme d'exécution on peut, pour le traitement des paramètres de fonctionnement du moteur, met re en oeuvremn microprocesseur connu en soi, com- mandant le système à bobine mobile en fonction des dits paramètres. Dans une forme d'exécution plus élaborée, un étran- glement est installé dans la conduite qui relie la zone du canal d'aspiration,comprise entre le volet et le papillon, à la chambre dela boîte à membrane soumise à la pression qui règne dans la dite zone. Grace à cet étranglement il est possible, par exemple pour engendrer la force déployée par le ressort sur la membrane de la valve uniquement par un simple élément à corps de dila- tation thermostatique, d'assurer en plus de l'enrichis- sement en marche à chaud ainsi opéré un enrichissement en accélération, ceci en faisant en sorte que la varia- tion de pressior qui se produit dans la zone du canal d'aspiration définie plus haut lorsque l'on ouvre le papillon ne puisse se produire dans la chambre de la boîte à membrane qu'avec un certain retard, de sorte que le volet de préétranglement ne modifiera sa position qu'à retardement, ce qui donne lieu à aeurt terme à un accroissement de la différence de pression assurant le dosage, assurant ainsi pendant un court instant un plus grand débit de carburant pour l'enrichissement en accélération. Un exemple d'exécution d'un carburateur selon l'in- ventinn est décrit en détail dc-après et en se référant au dessin schématique annexé qui ne comporte qu'une - 5 - seule figure. Le carburateur illustré au dessin comporte bien entendu tous les circuits nécessaires à son bon fonc- tionnement, même s'ils n'ont pas été représentés parce qu'ils ne sont pas en relation avec l'invention. Dans le canal d'aspiration 1 d'un carburateur 2 est disposé un papillon d'étranglement 3 manoeuvrable à volonté. En amont de ce papillon se trouve un dif- fuseur 4 dans le champ le plus étroit duquel débouche une sortie principale de carburant 5 alimentée à partir d'une chambre à flotteur Epar l'intermédiaire d'un ajutage 7. Dans la chambre à flotteur 6 règne une pression qui, par l'intermédiaire d'une conduite 8. provient de la région, en aval du filtre à air, du canal d'aspiration 1: cette pression est pratiquement égale à la pression atmosphérique. En amont du diffuseur 4 est disposé un volet de prêétranglement 10 qui, par l'intermédiaire d'une tringlerie 11, est relié à la membrane 12 d'un élément pneumatique conçu sous forme d'une boîte à membrane 13. L'une (14) des deux chambres (14,18) de cette boite est, par l'intermédiaire d'une conduite 15 dans laquelle est installé un étranglement 16, raccordée à la zone 17 du canal d'aspiration 1 comprise entre le papillon 3 et le volet 10. Dans la chambre de travail 18 de la boite à mem- brane 13 est installé un ressort 19 sai faible qu'il sert exclusivement à la stabilisation de la membrane 12 et n'exerce pratiquement aucun effort capable de déplacer celle-ci. La chambre de travail 18 est, par l'intermé- diaire d'un étranglement 20 et d'une conduite 21, rac- cordée à la partie du canal d'aspiration 1 situéeen aval du filtre % air 9 Par ailleurs, cette même chambre 18 est, par l'intermédiaire d'une conduite 22, reliée à la chambre 22 d'une valve de commande primaire 24 quicomporte une membrane 23 et est conçue en tant que valve à pression différentielle. La membrane 23 porte un poussoir 25 qui coopère avec un clapet 26 d'o une conduite 27 mène à une partie du canal d'aspiration 1 6 - située en aval du papilbn d'étr'anglement 3. Dans l'au- tre chambre 28 de la valve de commande primaire 24 conçue en tant que valve à pression différentielle est disposé un ressort 29 dont la force est juste suffisante pour stabiliser la membrane 23, en exerçant sur elle une force pratiquement négligeable. Par la conduite 21 la chambre 28 est en liaison avec la partie du canal d'aspiration 1 qui est située en aval du filtre a alr 9 et dans laquelie règne pra- tiquement la pression atmosphériqueo Sur la membrane 23 agit une force en direction de la flèche 21, cette force étant, dans l'exemple d'exécution représentée, constituée par un ressort de traction 31. La force 30 doit être variable, et ce en fouction de paramètres du moteur, par exemple de sa température ou de toute autre caractéristique représentative de son état de fonctionnement. Dans ce but, le ressort de traction 31 peut être attaqué par exemple par un élement à corps de dilatation ou par un élément bimétallique. Si le système est réglé de telle fagon qu'en régime normal du moteur la membrane 23 soit encore soumise à une cer- taine sollicitation en direction de la force 30, il est également possible, par exemple au moyen d'mu correc- teur d'altitude (nnn représenté au dessin), d'effectuer un appauvrissement du mélange. Ceci peut être également réalisé en utilisant un système magnétique à bobine mo- bile, de façon qu'en fonction de la composition des gaz d'échappement la. membrane 23 soit soumise à une force dans la direction correspondant soit à un mélange riche, soit à un mélange pauvre. L'appareillage fonctionne par exemple au démarrage a froid du moteur et avec un élément disposé dans le cir- cuit d'eau de refroidissement et agissant alors dans le sens de la flèche 30, comme suit: Par l'intermédiaire du ressort de traction 31 l'é- lément à corps de dilatation exerce sur la membrane 23 une force élevée qui, à mesure que s'échauffera le moteur, -7 - diminuera, car sous l'action de la chaleur cet élément se déplace en sens inverse de la flèche 30, diminuant ainsi la précontrainte du ressort 31. Lorsque le mo- teur est arrêté, le volet 10 est grand ouvert, quelle que soit la température du moteur, car la faible puis- sance du ressort 19 suffit pour ouvrir ce volet, par l'intermédiaire de la membrane 12 et de la tringlerie 11. Si alors, le moteur étant froid, on actionne le démarreur alors que le papillon 3 est fermé ou prati- quement fermé, il s'établit en aval de ce dernier une dépression qui se propage, par l'intermédiaire de la conduite 27, de la chambre 22 et de la conduite 221, dans la chambre de travail 18 de la boite à membrane 13. Dans cette chambre la pression a, déjà après quelques tours du moteur, baissé suffisamment pour que le volet 10 se trouve placé en-position fermée, par l'intermédiaire de la tringlerie il. Il se produit une baisse de pression dans le champ du canal d'aspira- tion 1. ce qui produit l'enrichissement bien comnu au démarrage. Er&égime de ralenti du moteur froid, la pression qui importe pour assurer un prélèvement de carburant, à savoir la différence de pression entre la cuve à flotteur et la zone du diffuseur, est déterminée par la pression de consigne qui s'établit dans la cham- bre 18 au moyen de la valve de commande primaire 24. La dépression du tuyau d'aspiration en aval du papil- lon 3 sert, par l'intermédiaire de la conduite 27, de servo-énergie pour engendrer cette pression théorique en fonction de la grandeur de la force 30 déterminée par l'élément à corps dilatable. Il s'écoulera toujours une faible quantité d'air jusque dans le tuyau d'aspi- ration par l'intermédiaire de l'étranglement 20, de la chambre de travail 18, de laconduite 221 et du clapet ,26. Cela ne signifie pourtant pas que la composition du mélange en soit indésirablement affectée, car ce débit d'air est très faible. Dans la chambre 14-de la boite a membrane 13 s'établira aussi une pression -8- sensiblement égale à la pression de consigne, parce que cette chambre communique avec la zone 17 du canal d'aspiration 1 par l'intermédiaire de la conduite 15 et de l'étranglement 16 et parce qu'à la membrane 12 un équilibre des forces s'établira. La position que prend alors la membrane 12 détermine, par l'intermédiaire de la tringlerie 11, la position du volet 10, de sorte que dans la zone 17 la pression s'établit par autorégu- lation. Si alors, le moteur étant froid ou chaud, une accélération a lieu par ouverture du papillon 3, un enrichissement d'accélératinn de courte durée se trouve assuré par le fait que le volet 10 reste dans sa posi- tion jusqu'à ce que la variation de pression se soit transmise dans la chambre 14 par l'intermédiaire de l'é- tranglement 16, après quoi le volet 10 va ooeper une nouvelle position qui, étant donné le débit d'air modi- fié en aval de ce volet, établit à nouveau dans la zone 17 une pression qui correspond à la presdon théorique commandée. Dans le carburateur qui vient d'être décrit la pres- sion différentielle qui gouverne le prélèvement de car- burant est déterminée exclusivement par la force 30 qui agit dans la valve de commande primaire 24. - 9 - REVENDICATIONS 1. Carburateur pour moteurs à combustion interne, comportant un paDillon d'étranglement situé dans le canal d'aspiration et manoeuvrable à volonté et un volet de préétranglement situé en amont de ce papillons le débit de carburant étant déterminé par la pression différentielle entre la cuve à flotteur et la zone du canal d'aspiration comprise entre le dit papillon et le dit volet, cette pression différentielle pouvant être commandée au moyen d'un organe pneumatique at- taquant le dit volet par l'intermédiaire d'une tringlerie, ce carburateur étant remarquable en ce qu'une chambre - (14) de l'organe pneumatique conçu sous forme d'une boite à membrane (13) communique par uneconduite (15) avec la zone du canal d'aspiration (1) comprise entre le papillon (3) et le volet de préétranglement (10), l'autre chambre de travail (18) étant, par l'intermé- diaire d'une conduite (221), sollicitée par une pression de consigne qui est engendrée dans une valve de com- mande primaire (24) conçue en tant que valve à pression différentielle. 2. Carburateur selon la revendication 1, remar- quable en ce que la valve de commande primaire (24) comporte une membrane (23) sollicitée d'une part dans une chambre (29) par la pression atmosphérique et, d'autre part, par une force antagoniste (30), tandis que dans l'autre chambre (22) de cette valve qui communique par une conduite (221) avecla chambre detravail (18) de la boite à membrane (13) reliée à l'atmosphère par l'intermédiaire d'un étranglement (20) est engendrée la pression de consigne par le fait que la membrane (23) de cette valve actionne un clapt (25,26) soumis, par l'intermédiaire d'une conduite (27),à la pression qui règne dans le tuyau d'aspiration et qui fait office de servo-énergie. 3. Carburateur selon la revendication 2, remarquable en oe que la force (30) qui agit sur la membrane (23) - 10 - de la valve de commande primaire (24) est commandée au moyen d'un ressort (31) à partir de paramètres de fonctionnement du moteur. 4. Carburateur selon la revendication 2, remar- quable en ce qué la force (30) qui agit sur la membrane (23) de la valve de commande primaire (24) est engerrée au moyen d'un système magnétique à bobine mobile en fonction de paramètres de fonctionnemnent du moteur. 5. Carburateur selon la revendicationi 2, remar- auable en ce qu'un étranglerment (16) est installé dans la conduite (15) qui relie la zone (17) du canal d'aspiration, comprise entre le volet (10) et le papil- lon (3), a la chambre (14) de la bolte à membrane (13) soumise à la pression qui règne dans la dite zone.