Brevet FR2540559A1 — publié le 19840810

La présente invention se rapporte à un procédé cde combustion de carburant dans un moteur à combustion in- terne pour, par exemple, automobile, et le dispositif ainsi concerné. Les moteurs à combustion interne pour, par exem- ple, automobile, se divisent en deux grandes catégories les moteurs à explosion à allumage par bougie utilisant de l'essence comme carburant et les moteurs à combustion interne du type à allumage par compression utilisant du gaz oil comme carburant. Dans ces types de moteurs à combustion interne, un système de carburant comporte un filtre pour le filtra- ge du carburant le traversant, ce filtre étant placé en- tre le réservoir de carburant et le carburateur ou le système d'injection de carburant, dans le but d'amélio- rer la combustion du carburant Aucune autre mesure que celle venant d'être citée n'est prise à cette fin La situation récente concernant l'approvisionnement en carbu- rantss'est traduite par une augmentation du prix des car- burantsdestiné aux moteurs à combustion interne Par conséquent, il y a grand intérêt à améliorer la consomma- 2. tion spécifique de-carburant. Un objet de la présente invention est donc de prévoir un procédé de combustion du carburant dans un moteur à combustion interne et le dispositif associé, qui permet d'obtenir une meilleure combustion du carbu- rant, cette amélioration faisant simplement appel à un dispositif appliquant un champ magnétique dans le système de carburant du moteur à combustion interne. Selon l'un des aspects de la présente invention, on prévoit un procédé de combustion de carburant dans un moteur à combustion interne avec un système de combustion de carburant comportant un moyen d'alimentation en carbu- rant, un moyen d'injection de carburant destiné à injec- ter du carburant dans la section cylindreset un trajet de carburant pour coupler le moyen d'alimentation en carbu- rant au moyen d'injection de carburant, ce procédé compre- nant l'étape d'application d'un champ magnétique à du car- burant cireulant entre le moyen d'alimentation en carburant et le moyen d'injection de carburant par l'intermédiaire du tra- jet de carburant. Selon un autre aspect de la présente invention, on prévoit un appareil de combustion pour moteur à com- bustion interne ayant un moyen d'alimentation en carburant, un moyen d'injection de carburant pour injecter du'car- burant dans la section cylindr E et un trajet de carburant pour coupler le moyen d'alimentation en carburant au moyen d'injection de carburant, dans lequel le perfection- nement comprend un dispositif d'application de champ magné- tique monté dans une section contenant le trajet de carbu- rant et le moyen d'injection de carburant. La présente invention sera bien comprise lors de la description suivante faite en liaison avec les dessins ci-joints dans lesquels: La figure 1 est une représentation schématique d'un premier mode de réalisation d'un appareil de combus- 3. tion selon la présente invention; La figure 2 est une vue en coupe longitudinale d'un dispositif d'application de champ magnétique utili- sé dans l'appareil de combustion représenté en figure 1; La figure 3 est une vue en coupe prise le long de la ligne III-III de la figure 2; La figure 4 est une vue partielle en coupe lon- gitudinale d'un autre dispositif d'application de champ magnétique; et La figure 5 est une vue représentant schémati- quement un-second mode de réalisation d'un appareil de com- bustion selon la présente-invention. En liaison avec les figures 1 à 3, on a représen- té un mode de réalisation d'un appareil de combustion selon la présente invention-, qui est incorporé dans un moteur à explosion du type à allumage par bougie En figure 1, un réservoir de carburant 1 communique par l'intermédiai- re d'un filtre de carburant 2 avec une pompe à carburant 3. La pompe 3 est couplée par fluide avec une chambre 5 à flotteur d'un carburateur 4 par un trajet de carburant 6. Un dispositif 7 appliquant un champ magnétique est insé- ré dans le trajet 6, qui est monté très près de la cham- bre 5 du carburateur 4 Les composants précédents coopè- rent pour constituer un système de carburant 8 d'un moteur à explosion. Egalement représenté en figure 1 se trouve un filtre à air 9 qui est relié aux cylindres 11, 11 du mo- teur via une conduite d'entrée 10 du carburateur 4 Un ajutage principal 12 du carburateur 4 débouche dans une partie à venturi de la conduite 10 Dans la figure, la référence 13 représente un papillon et la référence 14 des soupapes d'admission. En liaison maintenant avec les figures 2 et 3, on a représenté une structure du dispositif 7 appliquant un champ magnétique Comme représenté, un aimant perma- 4, nent 16 ressemblant à une plaque est fixé dans une culas- se tubulaire 15 en un endroit situé sensiblement au mi- lieu de la culasse Ainsi, l'aimant permanent 16 partage la partie creuse de la culasse 15 en deux sections 17, 17, qui sont respectivement définies par la paroi inté- rieure de la culasse 15 et l'une des parois latérales de l'aimant permanent 16 et par la paroi intérieure et l'autre paroi latérale de l'aimant permanent 16 Ces sec- tions creuses 17 / 17, en forme de quadrilatère dans une vue en coupe, servent de trajet de carburant, respective- ment Pour monter dans le système de carburant 8 le dispo- sitif 7 appliquant un champ magnétique, des embouchures 18, 18 qui sont respectivement introduites dans des conduites de carburant 6 a v 6 a des trajets de carburant 6, 6, sont fixées,par exemple par vissage sur les deux extrémités de la culasse 15, respectivement La culasse 15 est en métal magnétique tel que le fer,L'embouchure 18 est en matériau amagnétique tel que le laiton L'aimant permanent 16 est de préférence constitué d'un matériau fournissant un flux de densité élevée, c'est-à-dire pré- sentant une courbe d'aimantation rectangulaire et une force coercitive élevée, par exemple un aimant en terre rare ou un aimant en cobalt Par exemple, on préfère utili- ser le matériau dit Rarenet pour constituer l'aimant per- manent 16 de ce mode de réalisation de l'invention. Dans le mode de réalisation précédent, l'aimant permanent 16 sert de source magnétique Il peut être remplacé par tout autre dispositif approprié qui puisse appliquer au courant de carburant un champ magnétique d'intensité maximum Par exemple, on dispose à la suite un couple d'aimants permanents ressemblant à des plaques le long de la culasse de manière que l'un des aimants soit décalé de 90 par rapport à l'autre dans la direction circonférentielle de la culasse Cette modification per- met d'appliquer un champ magnétique au courant de carbu- 5. rant sur une distance plus longue D'autre part, le flux magnétique traversant le courant de fluide peut être développé électriquement avec un élément tubu- laire amagnétique ayant la forme de la culasse 15 et cet élément étant entouré d'une bobine Dans ce cas, le dispositif 7 appliquant le champ magnétique doit être structuré de façon qu'un flux magnétique maximum traverse le fluide en utilisant une technique bien connue de l'homme de l'art De toute façon, la structure essentiel- le pour le dispositif 7 doit permettre l'application au courant de fluide d'un champ magnétique maximum et unifor- me. Incidemment, la culasse 15 peut être recouver- te d'un tube amagnétique afin de la protéger de la pous- sière ou des avaries De plus, des pièces polaires peu- vent être montées sur les deux côtés de l'aimant perma- nent 16. Pour faciliter l'installation du dispositif 7 appliquant le champ magnétique, il est préférable de le placer tout près du carburateur 4 et en amont de celui-ci. Avec une telle installation du dispositif 7, on peut le monter facilement sur un système classique de carbu- rant de moteur à explosion En variante, le dispositif 7 est monté dans un trajet principal de carburant entre la chambre à flotteur 5 et l'ajutage principal 12 du car- burateur 4. En figure 4, on a représenté une variante du dispositif 7 appliquant un champ magnétique, qui est structurée de manière à faciliter son montage dans une position toute proche du carburateur 4 Comme représenté, l'une des embouchures 18 I 18 du dispositif 7 est omise. L'extrémité filetée de la culasse 15 est vissée direc- tementpar exemple, dans la paroi 5 a de la chambre à flotteur du carburateur 4, ce qui permet au trajet de carburant dans la culasse 15 de communiquer avec la cham- 6. bre 5 en passant par une valve à flotteur Dans la figure, les mêmes références représentent des parties identiques des figures 2 et 3. En fonctionnement, une pression négative étant produite sous l'effet de cylindres 11 lors de la marche du moteur à explosion, de l'air frais est introduit dans le filtre à air 9 et la conduite d'admission 10 En même temps, de l'essence provenant de la chambre à flotteur 5 de carburateur 4 est introduite par l'ajutage principal 12 et mélangée avec l'air admis de manière à former un mélan- ge Le mélange est introduit dans les cylindres 11, 11 lors de l'ouverture des soupapes d'admission 14 Dans les cylindres ll,ll,le mélange est allumé par une bougie (non représentée) et brûle Le processus précédent est le même que dans un moteur à explosion classique de ce type Avec la chute du niveau de l'essence dans la chambre 5 à la suite de sa consommation lors du fonctionnement du moteur, l'essence se trouvant dans le réservoir 1, après filtrage par le filtre 2, est introduite sous l'effet de la pompe 3 dans la chambre 5, par l'intermédiaire d'une valve à flotteur (non représentée), ce qui permet de maintenir l'essence à un niveau fixe dans la chambre 5 Le dispositif 7 appliquant un champ magnétique qui est monté entre la pom- pe 3 et la chambre 5 applique un champ magnétique à l'essen- ce suivant les trajets 17, 17 A ce moment là, un champ magnétique ayant une densité d'environ 2000 à 10 000 Gauss est appliqué par l'aimant permanent 16 au courant d'essen- ce d'une façon telle que son sens soit sensiblement perpen- diculaire à la direction de l'essence Alors, l'essence est amenée à la chambre 5 et aux cylindres 11, 11 pour combustion. Dans les expériences effectuées par les inven- teurs, la même automobile (une voiture dite Toyota Mark II) a fait l'objet d'essais comparatifs en utilisant le mélange obtenu lorsque l'essence, après avoir suivi 40559 7. les trajets 17, 17 du dispositif 7, est soumise à un champ magnétique d'environ 4000 Gaussdlet le mélange obtenu lors- que l'essence n'est pas soumise à un tel champ magnétique. Lors de l'utilisation de carburant auquel on a appliqué un champ magnétique, la consommation spécifique pour une marche normale du véhicule est de 3 à 5 % supérieure à ce qu'elle est lors de l'utilisation d'un carburant ordinaire qui n'est pas soumis au champ magnétique En outre,dans le cas de l'utilisation de carburant auquel îo un champ magnétique a été appliqué, la souillure de la par- tie électrode de la bougie d'allumage, au bout de trois mois et environ 5 500 km de distance parcourue par le véhiculei est remarquablement plus faible Cela signifie qu'il y a une bonne combustion du carburant De plus, la vitesse au ralenti, lorsqu'il y a utilisation de carburant auquel un champ magnétique a été appliqué, est d'environ % supérieure à ce qu'elle est lorsqu'on utilise du car- burant ordinaire L'amélioration de l'accélération dans le premier cas est également confirmée - En liaison maintenant avec la figure 5, on a représenté un autre mode de réalisation d'un appareil de combustion selon la présente invention qui est incorporé dans un moteur à allumage par compression ou moteur diesel pour automobile Comme représenté, un réservoir de carbu- rant 21 communique avec une pompe d'injection de carburant d'un système d'injection de carburant 24, via un filtre de carburant 22 et une pompe à carburant 23 La pompe 25 communique d'autre part avec des cylindres 27 par l'inter- médiaire d'une soupape d'injection 26 Un dispositif 7 appli- quant un champ magnétique ayant une structure semblable à celle de la figure-3 est monté sur le côté admission de la pompe 25 Les composants précédents constituent un système de carburant 28. Pour la combustion du gaz oil par l'appareil de combustion ainsi agencé, lorsque le moteur diesel fonc- 8. tionne, du gaz oil est envoyé par pompage du réservoir 21 dans la conduite de carburant par la pompe 23 et filtré par le filtre 22 Le carburant filtré est soumis à un champ magnétique développé par le dispositif 7 avant d'entrer dans la pompe d'injection de carburant 25 La pompe 25 et la soupape 26 coopèrent pour introduire le carburant auquel a été appliqué un champ magnétique dans les cylindres 27 o,avec l'air également introduit, il est comprimé et brêlé. Les expériences conduites dans les mêmes condi- tions que les expériences précédentes pour le moteur à explosion ont montré que la consommation spécifique de carburant pour une marche normale de la voiture lorsqu'il y a utilisation de carburant auquel un champ magnétique a été appliqué est améliorée par rapport au cas ou du carbu- rant ordinaire est employé. De plus, dans ce mode de réalisation, si le dis- positif 7 appliquant un champ magnétique est situé en amont et très près de la pompe d'injection de carburant 25, les effets utiles venant d'être cités peuvent être obtenus En outre, le dispositif 7 peut être placé dans chacun des trajets de carburant contigus aux cylindres du système d'injection de carburant. Comme le montre la description précédente, dans un procédé de combustion de carburant dans un moteur à combustion interne selon la présente invention, du carbu- rant tel que de l'essence ou du gaz oil traversant un sys- tème de carburant est soumis à un champ magnétiquepuis brûlé La combustion du carburant dans le moteur se pro- duit dans de bonnes conditions Cela conduit à une écono- mie de carburant et dans le sens large à une économie en ressources en matières premières et en outre par une con- tamination moindre de l'électrode de la bougie d'allumage, même après une longue durée d'utilisation. Un appareil de combustion pour moteur à combus- 254 0559 9. tion interne selon l'invention a la caractéristique structurelle selon laquelle le dispositif appliquant un champ magnétique est monté entre le réservoir de carbu- rant et le carburateur ou le système d'injection de car- burant,ou l'est dans le carburateur ou dans le système d'injection de carburant Le procédé de combustion peut être facilement exécuté à l'aide d'une construction sim- ple, et si la présente invention est appliquée à un mo- teur classique, il ne nécessite qu'une légère modification. La présente invention n'est-pas limitée aux exem- ples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de modifications et de variantes qui apparaîtront à l'homme de l'art La présente invention peut s'appliquer non seulement aux deux types de moteur à combustion interne cités précédemment, mais également aux moteurs à usage universel, moteurs de motocyclettes, moteurs de bateaux, etc Dans l'application de la présen- te invention, aucune considération ne doit être portée au type d'allumage, au nombre de temps du cycle du moteur, au nombre de cylindres, etc Il est évident que la présen- te invention s'applique également aux moteurs à combus- tion interne utilisant de l'huile lourde comme carburant, par exemple aux moteurs marins. ,40559, 10. REVENDICATIONS 1 Procédé de combustion de carburant dans un moteur à combustion interne avec un système de combustion de carburant ( 8) comportant un m Dyen d'alimentation en carbu- rant, un moyen d'injection de carburant destiné à injecter du carburant dans la section cylindroe et un trajet de carburant pour couplage par fluide du moyen d'alimentation en carburant au moyen d'injection de carburant, caracté- risé en ce qu'il comprend les étapes d'application d'un champ magnétique au courant de carburant circulant entre le moyen d'alimentation en carburant et le moyen d'injec- tion de carburant par l'intermédiaire du trajet de carbu- rant. 2 Procédé selon la revendication 1, caractéri- sé en ce que le moyen d'injection de carburant est un car- burateur ( 4). 3 Procédé selon la revendication 2, caractéri- sé en ce que l'application du champ magnétique est exécutée dans le trajet de carburant ( 6) en amont du carburateur. 4 Procédé selon la revendication 1, caractéri- sé en ce que l'application du champ magnétique est exécuté dans un trajet principal de carburant entre une chambre à flotteur ( 5) et un ajutage principal du carburateur ( 12). Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen d'injection de carburant est un système d'injection de carburant ( 24). 6 Procédé selon la revendication 5,caractéri- sé en ce que l'application du champ magnétique est exécu- tée dans le trajet de carburant en amont du système d'in- jection de carburant ( 24). 7 Procédé selon la revendication 5, caractéri- sé en ce que l'application du champ magnétique est exécu- tée dans chacun des trajets de carburant contigus aux cylin- dres ( 27) du système d'injection de carburant. 8 Appareil de combustion pour moteur à combus- 11. tion interne comportant un moyen d'alimentation en carbu- rant,un moyen d'injection de carburant destiné à injec- ter du carburant dans la section cylindres et un trajet de carburant pour coupler par fluide le moyen d'alimentation en carburant au système d'injection de carburant, carac- térisé en ce qu'il comprend un moyen d'application de champ magnétique ( 7) oui est monté dans une section contenant le trajet de carburant et le moyen d'injection de carbu- rant. 9 Appareil de combustion selon la revendication 8, caractérisé en ce que le moyen d'injection de carburant est un carburateur ( 4). Appareil de combustion selon la revendica- tion 9, caractérisé en ce que le moyen d'application de 13 champ magnétique ( 7) est prévu dans le trajet de carburant ( 6) en amont du carburateur. il Appareil de combustion selon la revendica- tion 9, caractérisé en ce que le moyen d'application de champ magnétique ( 7 > est prévu dans un trajet principal de cari- burant entre une chambre à flotteur ( 5) et un ajutage princi- pal ( 12) du carburateur. 12 Appareil selon la revendication 8, caracté- risé en ce que le moyen d'application du champ magnétique ( 7) est constitué d'un aimant permanent en forme de plaque ( 16) et d'une culasse tubulaire ( 15) contenant l'aimant permanent fixée à l'intérieur de celleci et permettant la circulation de carburant dans les espaces ( 17) formés entre la surface inté- rieure de la culasse et la surface extérieure de l'aimant permanent. 13 Appareil selon la revendication 8, caracté- risé-en ce que le moyen d'application de champ magnéti- que est constitué d'un couple d'aimantspermanentsen forme de plaque qui sont disposés d'une manière telle que l'un. a subi une rotation de 900 par rapport à l'autre dans la direction circonférentielle de la culasse et d'une culasse 12. tubulaire contenant les aimants permanents qui y sont fixés et permettant la circulation de carburant dans les espaces formés entre la surface intérieure de la culasse et la surface extérieure des aimantspermanents. 14 Appareil selon la revendication 8, caracté- risé en ce que le moyen d'application de champ magnétique est constitué d'une culasse tubulaire permettant le passa- ge de carburant et une bobine parcourue par un courant électrique quientoure la culasse. 15 Appareil selon la revendication 12, carac- térisé en ce que l'aimant permanent est constitué d'un matériau contenant principalement des éléments des terres rares. 16 Appareil selon la revendication 13, carac- térisé en ce que l'aimant permanent est constitué d'un ma- tériau contenant principalement des éléments des terres rares. 17 Appareil selon la revendication 12, carac- térisé en ce que l'aimant permanent est constitué d'un matériau contenant principalement des éléments des terres -20 rares. 18 Appareil selon la revendication 13, carac- térisé en ce que l'aimant permanent est constitué d'un matériau contenant principalement des éléments des terres rares. 19 Appareil selon la revendication 8, caracté- risé en ce que le moyen d'injection de carburant est un système d'injection de carburant ( 4, 24). Appareil selon la revendication 19, carac- térisé en ce que le moyen d'application de champ magnéti- que ( 7) est prévu dans le trajet de carburant en amont du système d'injection de carburant. 21 Appareil selon la revendication 19, caracté- risé en ce que des moyens d'application de champ magnétique sont respectivement prévus dans des trajets de carburant contigus aux cylindres dans le système d'injection de car- burant.