Brevet FR2509378A1 — publié le 19830114

_-1 _- La présente invention concerne un carburateur pour moteurs à combustion interne qui compriment un mélange de carburant et da combu rant, ce carburateur comportant un système d'amenée de carburant principal qui débouche dans une zone du diffuseur de la tubulure d'admission, un système d'amenée de carburant de ralenti qui débouche en aval d'un papillon d'étranglement manoeuvrable à volonté et situé en aval du diffuseur, et un volet de départ a froid qui est disposé dans l'entrée d'air de la tubulure d'admission et qui, de façon connue, est actionné par des dispositifs appropriés en fonction de la température, de la pression à l'aspiration, du débit d'air et de la charge sur le moteur. Les carburateurs de ce genre sont utilisés pour le -15 fonctionnement du moteur dans des véhicules automobiles qui doivent satisfaire à des conditions déterminées en ma- tière de prescriptions imposées par les législations sur la teneur des gaz d'échappement en corps nocifs, d'o les exigences qualitatives élevées qui sont posées à ces carbu- rateurs afin d'assurer l'épuration des gaz d'échappement, l'économie de carburant et de bonnes performances de rou- lage. C'est pour répondre à ces exigences que les carbura- teurs sont équipés de divers systèmes intervenant dans des plages de fonctionnement ou de charge déterminée Parni celles-ci, la marche à froid du moteur et le ralenti doivent être considérés comme posant des problèmes particuliers c'est pourquoi de nombreuses dispositions ont ljà été proposées en vue de résoudre ces problèmes Parmi celles-ci# le dispositif décrit dans la demande de brevet DE-OS 24 46 403 est particulièrement remarquable Il s'agit d'un dispositif de stabilisation de la vitesse du moteur au ra- lenti après que coui-ci a Été lancé, avec un carburateur comportant a) un volet de départ à froid monté excentré et actionné par un organe élastique sensible à la température et par ltir pénétrant dans la tubulure d'admission, 2 - b) un papillon d'étranglement commandé par un régulateur a dépression répondant à la dépression qui règne dans la tubulure d'admission, et c) un système de dosage d'une plus grande quantité de mélange lorsque le moteur est froid Ce dispositif de stabilisation est caractérisé par le fait que le système de dosage d'une plus grande quantité de mélange lorsque le moteur est*roid est cons- titud par une butée qui est montée à pivotement, est reliée à l'élément sensible, la température et, lorsque la tempé- rature ambiante ent basse, soutient le papillon dans une position de plus grande ouverture et ne la libère totale- ment que lorsque le moteur a atteint une température dé- terminée, après quoi la commande est assurée directement par le régulateur à dépression; l'élément sensible à la température est constitué de préférence par un ressort bimétallique. Avec un dispositif tel que décrit dans la demande de brevet DE-OS 24 46 403 il doit être possible, notamment après lancement du moteur, de donner au papillon une posi- tion d'ouverture précise qui dépend de la température am- biante au moment du lancement et de la vitesse du moteur (pression d'aspiration) Toutefois, ceci n'est possible, avec le dit dispositif connu, que pendant un court laps de temps suivant le lancement du moteur. Une autre commande de l'ouverture du papillon d'étran- glement, dépendante du ressort bimétallique, n'est pas prévue et n'est pas non plus possible du fait du découplage du volet de départ à froid dans le sens de l'ouverture. Pour le cas journalier d'une phase de ralenti prolongée après la mise en marche du moteur, par exemple dans un "bouchon" de circulation, devant un feu rouge ou un passage à niveau fermé, il se produit des défauts de fonctionnement causés par le blocage du renvoi de la butée par frottement et la force avec laquelle le ressort de fermeture appue sur la tige de manoeuvre lorsque le régulateur à dépression est en fin de course Le blocage de la butée a pour consé- 3 - quence que, la température du moteur s'élevant, il ce produit une augmentation de la vitesse du moteur i cette augmentation ne cesse que lorsque le moteur est soumis à une charge, par le fait que la butée est libérée et peut, sous l'effet de la-pesanteur, accompagner le volet de départ à froid ou lemouvement du ressort bimétallique. Pour cette plage de régime il n'est prévu aucun moyen assurant une fente minimum du papillon d'étranglements en d'autres termes, cette fente dépend seulement de la caractéristique du régulateur à dépression, laquelle doit toutefois être calculée pour la marche à chaud du moteur, laquelle est soumise à d'autres critères que le ralenti a froid, par exemple l'épuration des gaz d'échappement. L'objet du brevet d'invention US 4 181 107 est jus- tement de remédier à ces insuffisances Selon ce brevet le positionnement du papillon d'étranglement doit être commandé par un élément dilatable qui, on le sait, est capable d'exercer de grands efforts de déplacement, contrai- rement au ressort bimétallique i mais un élément dilatable a naturellement une grand hystérésis, est sujet à dérangement et peut, en vieillissant, présenter de forts écarts en ce qui concerne son réglage et sa caractéristique de fonctionnement Une régulation de la dépression n'est pas envisagée dans ce brevet américain. Le problème auquel l'invention apporte une solution était donc d'équiper un carburateur du genre décrit en préambule d'un dispositif qui permette d'assurer que le démarrage à froid et la montée en température du moteur se déroulent entièrement automatiquement, c'est-à-dire sans nécessiter d'autre intervention, de la part du conduc- teur, que de lancer le moteur, ce dispositif devant en outre assurer au ralentitne régulation de la vitesse de rotation qui doit intervenir lorsque le moteur à combustinn interne est soumis à une charge plus grande; par exemple, dans les véhicules modernes, lorsque le compresseur de Vins- tallation de climatisation ou la pompe hydraulique d'une -4 boite de vitesses automatique sont mis en marche. La solution que l'invention a conçue pour résoudre ce problème consiste dans la combinaison suivante de caractéristiques partiellement connues s a) un correcteur du papillon d'étranglement, comportant une membrane et un renvoi pneumatique de ce papillon dans la position de fermeture en fonction de la pressinn d'aspiration, influe sur la position fermée du papillon, b) un organe positionneur thermique, commandé par la chaleur du moteur et/ou du chauffage, limite le mouvement de renvoi par le fait que c) une valve par laquelle la chambre de travail peut être mise à l'atmosphère peut être déplacée avec la membrane en fonction de la pression d'aspiration, d) le déplacement de cette valve a lieu relativement àun élément thermique en forme de ressort bimétallique, et e) ce ressort porte une cane qui se déplace en fonc- tion de la température et actionne la dite valve. Grâce à l'invention on est parvenu à une possibilité d'harmonisation des caractéristiques orientée seulement sur la fonction a assurer par chacun des systèmes, et ce malgré l'imbrication de leurs effets que, pour la première fois, la combinaison selon l'invention a rendue possible, ce qui constitue un résultat surprenant. Un autre avantage de cette combinaison est le dérou- lement entièrement automatique de la phase de lancée du moteur et de sa montée en température, cette phase pouvant se dérouler quel que soit le régime du moteur, donc également aussi en régime de ralenti, ce qui assure une diminution considérable de leémission de corps toxiques Pour que dans les zones froides du globe un véhicule automobile iui S- se être opérationnel, il faut, pour que fonctionnent les dispositifs auxiliaires de ce véhicule, que le moteur ait atteint une température minimum avant de mettre le véhicule - en marche; ceci est rendu possible par l'invention, alors que jusqu'à présent seuls les véhicules dits de haut de gamme, équipés d'une injection ou d'un carbura- teur muni d'un starter thermique en dérivation, répon- daient à cette nécessité Or, la technique de fabrica- tion d'un starter en dérivation est complexe et cou- teuse, La combinaison selon l'invention constitue donc une véritable alternative à un tel starter; elle est d'un fonctionnement beaucoup plus simple, dlune fabrica- tion et d'un entretien en service moins coûteux L'emploi, pour constituer la combinaison selon l'invention, de par- ties de carburateur qui ont fait leur preuve, garantit un fonctionnement parfait du moteur pour une longue durée. Un exemple d'exécution de l'invention est représenté schématiquement au dessin annexé auquel se réfère la des- cription qui en est faite ci-après. Le carburateur représenté au dessin est équipé d'un système 3 d'amenée db carburant principal qui débouche dans le diffuseur 1 d'une tubulure d'admission 2, d'un système d'amenée de carburant de ralenti qui débouche dans la tubulure d'admission 2 en aval d'un papillon d'étranglement 4 manoeuvré à volonté et situé en aval du diffuseur 1, et d'un volet de départ à froid 6 qui est disposé dans l'entrée d'air de la tubulure d'admission 2 et qui est actionné, de façon connue, par des dispositifs appropriés en fonction de la température, de la pression à l'aspira- tion, du débit d'air etei la charge sur le moteu,-. Ce carburateur comporte tous les dispositifs lui permettant de fonctionner parfaitement, même si ceux-ci ne sont pasd représentés au dessin. Le papillon d'étranglement 4 est fixé sur wu arbre, ? à l'extrémité libre duquel est disposé un levier de ma- noeuvre 8 avec des trous d'accrochage 9,10 pour un ressert 11 etin dispositif de manoeuvre 12 g ce levier comporte également des pattes de butée 13,14 pour un réglage de fente 6- minimum et un correcteur de papillon 15. Ce correcteur 15 est vissé sur le carburateur au moyen d'un bras de support 16 et comporte un axe 17 avec une vis dé réglage 18 et-un écrou de blocage 19 Cet axe est monté à coulissement axial dans un carter 20 et est relié, par l'intermédiaire de deux plateaux 21,22, à une membrane 23 dont le bord est enserré entre le carter 20 et un couvercle 24 Cette membrane isole d'une chambre 27 du carter 20 communiquant avec l'atmosphère la chambre de travail 25, cette dernière étant, par l'in- termédiaire d'une conduite de dépression 26, reliée à la tubulure d'admission 2 en aval du papillon 4 Sur un filetage de l'axe 17 est disposé un écrou 28 de réglage de la longueur effective d'un ressort 29 précontraint en- tre le carter 20 et l'axe 17 Ce ressort repousse l'axe 17 et la vis de réglage 18 contre la patte de butée 14 lorsque le plateau de membrane 21 touche le carter 20, de sorte qu'avec la vis 18 on peut régler une ouverture maximale au papillon 4. Entre les plateaux de membrane 21,22 est disposé parallèlement à l'axe 17 un conduit de décharge 32 dont la sectinn est contrôlée par -une valve 31 soumise à l'action d'un ressort 30 Ce dernier repousse dans la chambre de travail 25 la tige 33 du clapet, laquelle, lorsque l'axe 17 se déplace contre la force du ressort 29, se trouve appliquée contre une came de commande 34 fixée sur un arbre monté à rotation dans le couvercle 24 Un ressort de torsion bimétallique 37 est engagé par une extrémité 38 dans l'extrémité libre de l'arbre 35, tandis que par son autre extrémité 36 il est engagé dans une plaque de recouvrement 39 que l'on peut faire tourner -La partie de la chambre de travail 25 dans laquelle est disposé le ressort bimétal- lique 37 comporte une zone d'échange thermique 40 qui re- çoit de l'eau de refroidissement du moteur; en variante ou en plus, un chauffage électrique 41 peut être prévu dans la dite partie de la-chambre 25 Cete partie peut être -7 - éventuellement séparée du reste de la chambre 25 par un cloisonnement étanche. Description du fonctionnement Lorsque le moteur doit être remis en marche après qu'il s'est refroidi, on est en présence de l'état de choses suivant S le volet de départ à froid 6 a été repous- s 6 dans sa positionde fermeture par un dispositif(non repré- senté) sensible à la température, et le correcteur de papillon 15 a placé le papillon 4 sur la position de entes 1 o maximale, le ressort bimétallique 37 ayant, dans le cor- recteur 15, un fonction de la température de refroidisse- ment du moteur, déplacé presque sans exercer de force la came 34 pour lui faire occuper une position correspon- dante. Le conducteur de véhicule lance immédiatement le mo- teur, sans rien faire d'autre t ce faisant, et étant donné que le volet de départ à froid 6 est fermé et que le papil- lon 4 présente son ouverture maximale, la pression d'aspi- ration agit directement sur les systèmes 3 et 5 d'amenée de carburant Lorsque le moteur est lancÀ levolet 6 re- nifle et est mis en position d'ouverture minimum par la chute de pression d'aspiration, par l'intermédiaire du dis- positif à capsule manométrique ("pulldown"), tandis que le correcteur de papillon 15, lui aussi sollicité par la pression d'aspiration, fait reculer l'axe 17, de sorte que le papillon 4, sous l'action du ressort de fermeture 11, se trouve déplacé en direction de sa position de fente mi- nimum La came 37 commandée par le ressort bimétallique 37 a une forme telle que, à basse température, la course de recul de l'axe 17 est petite jusqu'à ce que la tige de clapet 33 rencontre la came 34, tandis qu'à température éle- vée, cette course est grande Lorsque cette tige 33 ren- contre la came 34 la force du ressort 30 finit par être vaincue, de sorte que le clapet 31 s'ouvre et libère le conduit de décharge 32, ce qui fait que la chambre de tra- vail 25 se trouve mise à l'atmosphère et que, par suite de la chute de pression effective sur la membrane 23, il se produit un arrêt du rappel A mesure que le moteur se réchauffe, le ressort bimétallique 37 ? s'échauf- fe lui asi parallèlement, le volet de starter 6 est déplacé ainsi que la came 34, cett 1 erniére n'étant soumise qu'à la force exercée sur elle par le ressort 30 par l'in- termédiaire de la tige de clapet 33, et cette force est aisément vaincue par celle du ressort bimétallique 37. Indépendamment l'une de l'autre lbuverture du volet de starter 6 peut précéder la fermeture du papillon 4 jusqu'à la fente minimum, ce qui est nécessaire en particulier dans les moteurs modernes car la puissance qu'ils consomment par frottement doit être fournie en laissant le papillon 4 (quantité) ouvert assez longtemps, tandis que 1 ' enrichis- sement du mélange par ouverture du volet de départ à froid 6 (qualité) peut être retiré beaucoup plus tôt. Etant donné que le ressort bimétallique est en mesure, sous l'effet d'une variation de température déterminée, d'assurer des courses de réglage de grande amplitude, une came pilote 34 exactement adaptable aux besoins du moteur peut être conçue, et la faible amplitude du réglage possi- ble permet un déplacement continu du ressort bimétallique; en d'autres termes, lorsqu'il se produit des variations de température il ne peut arriver que des tensions exces- sives soient engendrées dans la matière par entrave à la torsion du ressort Lorsque le papillon s'approche de la position de fente minimum, la régulation par le oorrecteur peut déjà entrer en action si le besoin s'en fait sentir (charge supplémentaire due à des appareils accessoires), en même temps que par mise à l'atmosphère d'autres fonc- tions peuvent être assurées (par exemple arrêt de l'arrivée de carburant en régime de frein moteur,etc). 9 - REVENDICATION. Carburateur poulmoteurs à combustion interne qui compriment un mélange de carburant et de comburtant, ce carburateur, qui comporte un système d'amenée de carbu- rant principal qui débouche dans une zone du diffuseur de la tubulure d'admission, un système d'amenée de carbu- rant de ralenti qui débouche en aval d'un papillon d'étran- glement manoeuvrable à volonté et situé en aval du dif- fuseur, et un volet de départ à froid qui est disposé dans l'entrée d'air de la tubulure d'admissinn et qui,de façon connue, est actionné par des dispositifs appropriés en fonction de la température, de la pression à l'aspiration, du débit d'air et de la charge sur le moteur, étant remar- quable par la combinaison suivante de caractéristiques partiellement connues: - a) un correcteur ( 15) du papillon d'étranglement ( 4), comportant une membrane ( 23) et un renvoi pneumatique de ce papillon dans la position de fermeture en fonction de la pression d'aspiration, influe sur la position fermée du papillon ( 4), b) un organe positionneur thermique ( 37) commandé par la chaleur du moteur et/ou du chauffage, limite le mouvement de renvoi par le fait que c) une valve ( 31) par laquelle la chambre de travail ( 25) peut être mise a l'atmosphère peut être déplacée avec la membrane ( 23) en fonction de la pression d'aspi- ration, d) le déplacement de cette valve ( 31) a lieu relative- ment à un élément thermique en forme de ressort bimétal- lique ( 37), et e) ce ressort ( 37) porte une came ( 34) qui se déplace en fonction de la température et actionne la dite valve ( 31).