Brevet FR2529259A1 — publié le 19831230

La présente invention concerne un appareillage d'alimentation en carburant de moteurs à combustion interne, comportant: a) en plus d'un canal d'air principal équipé d'un papillon d'étranglement, un canal d'air vecteur dans lequel débouche une buse de dosage de carburant; b) une pompe affectée à la buse de dosage de carburant; c) des conduites de distribution qui partent du canal d'air vecteur en aval de la dite pompe et qui débouchent dans les tubulures d'aspiration correspon- dantes en amont des soupapes d'admission du moteur; et d) ue soupape à pression différentielle réglable qui commande la pression du courant d'àir vecteur et est disposée en amont de la dite buse de dosage de car- burant. Un appareillage de ce genre est décrit dans le brevet d'invention DE 30 03 386 auquel correspond la demande de brevet FR 81 15488 Egalement dans le cas d'un appareillage d'alimentation en carburant de ce genre il faut prévoir une adaptation de la composition du mé- lange au besoin du moteur lors du démarrage à froid, de la phase de montée en température, de la phase de roulage en poussée, pour la correction de la densité de l'air ou celle de la valeur calorifique du carburant ou de la densité de celui-ci Or, cet appareillage connu ne peut enrichir le mélange que dans une mesure limitée, par augmentation de la pression différentielle de do- sage. L'invention a donc pour but, dans un appareillage d'alimentation en carburant du genre décrit en préambule, de parvenir à ce que la composition du mélange puisse être adaptée à tous les régimes de fonctionnement du moteur susceptibles de se présenter, et en particulier 2- à couper complètement l'arrivée de carburant ou à ré- duire, avec la soupape à pression différentielle, la pression différentielle de dosage proportionnellement à la densité de l'air. Pour atteindre ce but, l'invention a conçu un appareillage d'alimentation en carburant du genre dé- crit en préambule mais dans lequel le canal d'air vec- teur part d'une région soumise pratiquement à la pres- sion atmosphérique, l'orifice de passage de ce canal étant commandé par une soupape à pression différentiel- le dont un côté de la surface effective est sollicité, par l'intermédiaire d'une conduite, par la pression régnant en amont du papillon d'étranglementtandis que le côté opposé de cette surface est soumis à la pression qui règne dans le canal d'air vecteur an awl du dit ori- fice de ce canal. Dans une forme d'exécution avantageuse il est pré- vu, selon l'invention, que la surface effective de la soupape à pression différentielle puisse être sollicitée par une force variable en fonction de paramètres de fonctionnement du motar, au moyen d'un organe position- neur Il y a également intérêt à ce que la pression pilote qui agit sur la dite surface effective puisse être modifiée. Avec l'appareillage ainsi conçu la preuxion diffé- rentielle de dosage peut être commandée de telle sorte que le mélange se trouve soit enrichi, soit appauvri à la limite, tout prélèvement de carburant peut même cesser Ceci est réalisé grâce au fait que le courant d'air vecteur se trouve prélevé directement de l'atmos- phèrs, de sorte que la pression au point de dosage peut atteindre le niveau atmosphérique. Qtte soupape à pression différentielle commande la section libre du canal d'air vecteur et, de ce fait, la valeur de la pression différentielle de l'air qui, à la buse de carburant, opère le dosage de ce dernier. Cette pression différentielle est égale à la perte de 3- charge entre la pression de l'air dans la cuve à flot- teur et la pression de l'air dans la région de la sou- pape doseuse dans le canal vecteur d'air En faisant varier cette pression différentielle on peut, de fa- çon simple et avantageuse, déterminer la quantité de carburant à prélever par la buse et, par conséquent, la composition du mélange Pour la phase de montée en température du moteur il suffit simplement de prévoir une soupape à pression différentielle dont la surface effective soit sollicitée en plus par la force exercée par un élément à corps dilatable chauffé électriquement, de façon qu'à mesure que la température du moteur s'é- lève la section du canal d'air vecteur se trouve de plus en plus dégagée Cette surface effective peut d'ailleurs être sollicitée en outre en fonction d'autres paramè- tres de fonctionnement du moteur ou de grandeurs exté- rieures ayant une influence, telles que nature du carbu- rant, température ou pression de l'air; ceci peut être réalisé sans difficulté par l'action d'un aimant conve- nablement disposé ou d'un système à plongeur électro- magnétique Un paramètre de fonctionnement du moteur est par exemple la composition des gaz d'échappement, habituellement mesurée parl'intermédiaire d'une sonde à oxygène Pour exploiter les paramètres de fonctionnement du moteur on peut utiliser un microprocesseur qui com- mande alors l'organe positionneur électrique, par exem- ple un moter linéaire Une régulation aux régimes tran- sitoires, par exemple durant les phases d'accélération, est également possible. Un exemple d'exécution de l'invention est décrit en détail ci-après et en se référant au dessin annexé sur ce dernier la figure 1 représente un appareillage d'alimen- tation en carburant, la figure 2 illustre un appareillage analogue -4avec correcteur d'altitude, et les figures 3 et 4 sont des diagrammes. L'air de combustion aspiré par le moteur s'écoule *dans un canal d'air principal 1, contourne la valve d'étranglement (papillon) 2 et traverse le tube d'aspi- ration 3 En amont du papillon 2 est disposé un volet (valve de mesure du débit d'air) asymétrique 5, s'ouvrant contre la force d'un ressort 4 L'angle d'ouverture de ce volet 5 est fonction du débit d'air qui s'écoule dans le canal 1 A ce volet 5 est fixé, par l'intermé- diaire d'une tringlerie 6, le pointeau de dosage de carburant 7 qui, par son contour rectifié 10, forme dans la buse de carburant 11 une section de dosage dont la grandeur varie en fonction dela position occupée par le pointeau 7 La pression différentielle p O PT aspire, par l'intermédiaire de la section de dosage, le carburant de la cuve à flotteur 12 Ce carburant est, en même temps qu'un courant d'air vecteur, aspiré à tra- vers le canal d'air vecteur 8,13, par un compresseur 14 qui, par une conduite 15, l'envoie à un distributeur 16 d'o des conduites d'injection le font passer dans le tronçon du tube d'aspiration situé immédiatement en amont des soupapes d'admission 17. La soupape disposée dans le canal d'air vecteur 8,13 est conçue sous forme de soupape à pression diffé- rentielle 18. Lorsque le système électromagnétique 19 n'exerce aucune force, et si-l'on néglige la surface de réglage de l'ori- fice de passage 21, très petite par rapport à la surface effective 20, on peut écrire pour la pression différen- tielle de dosage l'équation s PD Po -PT dans laquelle p T = p V; en d'autres termes, la pression différentielle de dosage est égale à la différence de pression au droit de la valve de mesure du débit 5. Dans ce texte, les différents paramètres utilisés ont la signification suivante: Pr) = pression différentielle de dosage PO = pression extérieure -5- PT = pression dans le canal d'air vecteur PV = pression dans le venturi PVK = pression pilote corrigée dans la soupape à pres- sion différentielle AM = surface de la membrane F Ma = force de l'électro-aimant. La surface effective 20 de la soupape à pression différentielle est sollicitée d'un côté par la pression qui règne dans le canal d'air vecteur 13 en aval de l'o- rifice de passage 21 et qui est amenée par le tronçon 13 de ce canal, de l'autre côté par la pression pilote qui, par l'intermédiaire d'une conduite 9, est prélevée dans ce cas du venturi en aval de la valve de mesure du débit d'air 5. Lorsque l'électro-aimant 19 exerce une force dans l'une ou l'autre direction, il faudra que la pression p T devienne PT =PV+ F aimant A membrane pour que règne à nouveau un équilibre des forces La pression PT peut, par exemple par une force agissant chns le sens de l'ouverture de l'orifice de passage 21, être élevée jusqu'à la grandeur p, de sorte que la pression différentielle de dosage PD devient nulle et qu'aucun carburant n'est aspiré Inversement, une force agissant dans le sens de la fermeture contraindra la pression PT à baisser, d'o résultera une élévation de la pres- sion différentielle de dosage PD' A la fig 2 est illustrée ne soupape à pression différentielle dans laquelle, outre les forces des res- sorts bimétalliques 22 et 23 comparables à l'action du système électromagnétique 19 sur la fig l -le ressort 22 servant à la compensation de la température de l'air et le ressort 23 avec son élément chauffant 28 à 1 'enri- diissement du mélange durant la mise en température du moteur la pression pilote p V peut être corrigée en PVK* -6- Ceci est rendu possible en faisant s'écouler la pression pilote par deux zones d'étranglement 24 et 25 A par- tir de la surface de ces deux zones la pression PVK devient alrs p O A 225 + PV A 224 Pli K =: A 224 + A 225 Si la section de l'une de ces deux zones d'étranglement est prévue variable, la pression p VK et avec elle la pression différentielle de dosage PD deviennent varia- bles elles aussi. A la fig 2 cette possibilité de faire varier la section de l'une des zones d'étranglement 24,25 est as- surée au moyen d'un cône 26 suspendu à une capsule baro- métrique 27 Cette disposition fait qu'à haute alti- tude, la pression atmosphérique diminuant, la section de la zone d'étranglement 25 augmente, d'o baisse de la pression PVK, de la pression différentielle de dosage p O et donc du débit de carburant. A sections d'étranglement 24,25 constantes, le rapport p V/PVK est lui aussi constant et par conséquent aussi le facteur d'appauvrissement sur toute la plage cb fonctionnement du moteur, ce qui est très important par exemple pour une correction d'altitude. La fig 4 est un diagramme sur lequel ont été tra- cées les courbes types de débit de carburant en fonction du débit d'air, tandis que la fig 3 est un diagramme sur lequel on peut lire les différences manométriques correspondantes nécessaires. Sur ces diagrammes les courbes "a" illustrent le débit d'air et le débit de carburant à moteur chaud, sans aucune espèce d'intervention à la soupape pilote 18. Les courbes "b" sont caractéristiques de l'enrichissement pendant que le moteur s'échauffe, parce qu'un débit d'air en légère augmentation conduit à une baisse de l'enrichis- sement. -7- Ceci est obtenu par une force dans le sens de la ferme- ture de l'orifice de passage 21 Si l'enrichissement doit être co-stant dans toute la plage de fonctionnement du moteur (courbes "c"; par exemple pour des carburants de remplacement), il faut que la différence manomé- trique augmente proportionnellement à la pression diffé- rentielle de base illustrée par la courbe "a"; lorsque la pression différentielle de base "a" n'est pas constan- te, il faut que la force correctrice croisse elle aussi, ce qui peut être assuré par le système électromagnétique 19, commandé par exemple par un microcalculateur. Lorsque, comme le montre la courbe "d" on veut as- surer un appauvrissement uniforme, par exemple pour une correction d'altitude, il faut abaisser proportionnel- lement la pression différentielle de base p, ce qui peut être effectué par l'appareillage selon la fig 2 ou, en utilisant un microcalculateur, par l'intermédiaire du système électromagnétique 19 En cas de panne, de ce système électromagnétique, la pression différentielle de base oscille jusqu'à devenir égale à po PV et le dosage du carburant a lieu suivant les courbes "a". -8- REVENDICATIONS 1 Appareillage d'alimentation en carburant de moteurs à combustion interne, comportant: a) en plus d'un canal d'air principal équipé d'un papillon d'étranglement, un canal d'air vecteur dans lequel débouche une buse de dosage de carburant b) une pompe affectée à la buse de dosage de carburant; c) des conduites de distribution qui partent du canal d'air vecteur en aval de la dite pompe et qui débouchent dans les tubulures d'aspiration correspon- dantes en amont des -soupçpes d'admission du moteur et d) une soupape à pression différentielle réglable qui commande la pression du courant d'air vecteur et est s disposée en amont de la dite buse de doage de carburant, cet appareillage étant remarquable en ce que le canal d'air vecteur ( 8,13) part d'ure région soumise pratique- ment à la pression atmosphérique, l'orifice ( 21) de pas- sage de ce canal étant commandé par une soupape à pression différentielle ( 18) dont un côté de la surface effec- tive ( 20) est sollicité, par l'intermédiaire d'une conduite ( 9), par la pression régnant en amont du pa- pillon d'étranglement ( 2) tandis que le côté opposé de cette surface est soumis à la pression qui règne dans le canal d'air vecteur ( 13) en aval du dit orifice ( 21) de ce canal. 2 Appareillage d'alimentation en carburant selon la revendication 1, remarquable en ce que la surface effective ( 20) peut être sollicitée par une force vari- able en fonction de paramètres de fonctionnement du mo- teur, au moen d'un organe positionneur ( 19,23). 3 Appareillage d'alimentation en carburant selon la revendication 1, remarquable en ce que la pression pilote sur la surface effective ( 20) peut être modifiée.