Brevet FR2540185A1 — publié le 19840803

Cette invention se rapporte à un système d'alimentation de carburant pour moteurs à combustion interne, et, plus par- ticulièrement, à des systèmes à deux carburants, prévus pour fournir deux carburants différents à un moteur à combustion interne. On a déjà proposé des systèmes d'alimentation à deux car- burants capables de fournir sélectivement à un moteur à com- bustion interne un carburant plus cher, par exemple de l'es- sence, lors du démarrage, des fonctionnements au ralenti et à basse vitesse, et un carburant moins cher, par exemple du kérosène, lors des fonctionnements à vitesse basse et normale. Des systèmes à deux carburants existants sont décrits dans les brevets U S suivants: DEPOSANT BREVET No DATE DE DEPOT Bartholomew 2 616 404 4 Novembre 1952 Meyer et al 2 643 647 30 Juin 1953 Anderson 2 664 871 5 Janvier 1954 Boyce * 4 056 087 ler Novembre 1977 Etoh 4 085 720 25 Avril 1978 Itoh et al 4 090 484 23 Mai 1978 Etoh 4 129 620 12 Décembre 1978 L'attention du lecteur est aussi attirée sur le brevet britannique 644 721, publié le 18 Octobre 1950 On se référera de plus aux demandes de brevet U S Billingsley et al Sérial N O 175 348 du 4 Août 1980, et Haman et al Sériai N O 406 446 du 9 Août 1982. La présente invention prévoit un système d'alimentation de carburant comprenant un carburateur muni d'un conduit d'ad- mission de carburant et d'air ayant une zone de faible pres- sion d'un orifice secondaire, et d'un creux ou cavité commu- niquant avec le conduit d'admission par l'intermédiaire de 1 ' orifice secondaire, des moyens d'alimentation en carburant primaire, appelé aussi premier carburant, comprenant une sour- ce de carburant primaire et des moyens adaptés à fournir simul- tanément le carburant primaire à la zone de faible pression et à la cavité, et des moyens d'alimentation du carburant secon- daire, appelé aussi second carburant, comprenant une source de carburant secondaire et des moyens adaptés à fournir le carburant secondaire à la cavité. Dans une forme de réalisation, les moyens d'alimentation en carburant primaire comportent une première cuve à flotteur communiquant avec la zone de faible pression et la cavité, et une première valve commandée par flotteur, communicante avec la source de carburant primaire et adaptée à commander l'alimentation en carburant primaire de la première cuve à flotteur; tandis que les moyens d'alimentation en carburant secondaire comportent une seconde cuve à flotteur communicante avec la cavité et une seconde valve commandée par flotteur communicante avec la source de carburant secondaire, et adap- tée à commander l'alimentation en carburant secondaire de la deuxième cuve à flotteur Le carburant primaire peut alimenter la zone de faible pression par l'intermédiaire d'un injecteur de carburant établissant une communication entre la première cuve à flotteur et la zone de faible pression Le carburant primaire peut alimenter la cavité par l'intermédiaire d'un conduit reliant la première cuve à flotteur et la cavité. Dans une autre forme de réalisation, le système d'alimen- tation comporte une pompe d'amorçage possédant un orifice d' admission relié à la seconde cuve à flotteur, et un orifice de carburant d'amorçage débouchant sur le conduit d'admission pour y introduire sélectivement une quantité de carburant se- condaire. Une des caractéristiques principales de l'invention est l'aménagement d'un système d'alimentation à deux carburants pour un moteur à combustion interne apte à réduire la quantité requise de carburant plus cher pour le fonctionnement à vide et au ralenti. Une autre caractéristique importante est la création d' un tel système d'alimentation à deux carburants adapté à dé- livrer un mélange du carburant primaire moins cher et du car- burant secondaire plus cher, lors des fonctionnements vide et à admission partielle, mais aussi lors du fonctionnement à plein régime. D'autres caractéristiques, aspects et avantages de l'in- vention apparaîtront aux hommes de l'art de la description détaillée ci-après du dessin et des revendications annexées. L'unique figure est une représentation schématique d'un système d'alimentation à deux carburants mettant en applica- tion diverses caractéristiques de l'invention. Avant d'expliquer en détails au moins une application de l'invention, il doit être compris que l'invention n'est pas limitée dans ses applications aux détails de construction et aux arrangements de composants exposés dans la description qui suit ou illustrés dans le dessin L'invention peut donner lieu à d'autres applications et peut être pratiquée et réali- sée de différentes manières De plus, il doit être compris que la phraséologie et la terminologie employées dans ce docu- ment sont destinées à la description et ne doivent pas être considérées comme limitatives. Suivant la forme de réalisation choisie et représentée, un système 10 d'alimentation de carburant est incorporé à un moteur à combustion interne (non représenté) du type moteur de hors-bord ou similaire Le système d'alimentation de carbu- rant 10 est conçu pour permettre le fonctionnement du moteur avec deux carburants différents; par exemple, un premier carburant ou carburant primaire peu coûteux tel le kérosène, et un second carburant ou carburant secondaire plus coûteux tel l'essence Le système est agencé de manière à ce que les deux carburants soient mélangés et fournis au moteur au cours du fonctionnement au ralenti aussi bien que pendant les fonc- tionnements à vitesse basse et normale Le système est aussi conçu pour que le carburant secondaire soit fourni au moteur pour en faciliter le démarrage. Le système d'alimentation de carburant 10 comporte un car- burateur 12 muni d'un conduit de carburant et d'air 14 commu- niquant avec l'orifice d'admission de carburant du moteur (non représenté) Le conduit de carburant et d'air 14 comporte un venturi 16 ayant une gorge déterminant une zone de faible pres- sion 18 Un papillon des gaz 20, mobile entre une position ouverte et une position fermée, est monté en aval du venturi 16 Pour commander l'écoulement du carburant et de l'air à travers le conduit d'admission de carburant et d'air 14, et donc pour commander la vitesse du moteur _ Un ou plusieurs orifices secondaires 22, chacun communi- quant avec une cavité ou creux à carburant 24 du carburateur 12, sont situés dans la paroi du conduit d'admission 14 de carburant et d'air à proximité du papillon des gaz 20 Le car- burateur 12 comporte un canal ou passage pour le carburant 26 par l'intermédiaire duquel le carburant est fourni à la cavité 24 L'écoulement du combustible à travers le passage 26 jusqu' à la cavité 24 est commandé par une valve à aiguille 28. Le carburateur 12 comporte une chambre à carburant pri- maire ou cuve à flotteur 30 Un carburant primaire, par exem- ple du kérosène, est fourni à la cuve à flotteur 30 depuis une source 31 de carburant primaire par l'intermédiaire d'un tuyau ou conduit flexible d'arrivée 32 et d'une pompe à car- burant 33, ou d'autres moyens appropriés. L'écoulement du carburant primaire vers la cuve à flot- teur 30 est commandé par une valve 34 reliée à un flotteur 36 s'ouvrant et se fermant en réponse aux mouvements de ce flot- teur Ainsi, la valve 34 et le flotteur 36 ont pour fonction de maintenir le carburant primaire dans la cuve à flotteur 30 à un niveau prédéterminé. Le carburateur 12 comporte un évent 37 par lequel la cuve à flotteur 30 communique avec l'atmosphère. Le carburant primaire est fourni depuis la cuve à flot- teur 30 à la zone de faible pression 18, à travers un ajutage de carburant 38, s'étendant entre la cuve 30 et la zone de faible pression 18 Plus spécifiquement, le carburateur 12 comporte un bossage creux 40, qui s'étend dans la cuve à flot- teur 30, et dont l'extrémité inférieure est sous le niveau normal 42 du carburant L'extrémité inférieure du bossage 40 est fermée par un bouchon à orifice 44, et l'ajutage de car- burant 38 est installé à l'intérieur du bossage 40, au dessus du bouchon 44 Le carburateur 12 comporte aussi une valve à aiguille 45 pour ajuster l'écoulement du carburant de la cuve vers l'ajutage de carburant 38. Le carburant primaire est fourni de la cuve à flotteur 30 au canal de carburant 26 par un conduit ou tube de prise 46, qui s'étend entre la cuve à flotteur 30 et le canal de carbu- rant 26 Dans la réalisation particulière illustrée, et tout en notant que d'autres agencementspeuvent être adoptés, le tube de prise 46 est situé à l'intérieur de l'ajutage de car- burant 38, et un conduit d'écoulement annulaire 49 est ainsi défini entre eux. Le système d'alimentation de carburant comporte aussi un carter 50 délimitant une chambre à carburant secondaire ou cuve à flotteur 52 Un carburant secondaire, par exemple de l'essence, est fourni à la cuve 52 depuis une source de carbu- rant secondaire 54 par l'intermédiaire d'un tuyau ou conduit flexible d'arrivée 56 et d'une pompe à carburant 58 ou d'autres moyens appropriés L'écoulement du carburant secondaire dans la cuve à flotteur 52 est commandé par une valve 60 qui est reliée à un flotteur 62, et s'ouvrant et se fermant en réponse aux mouvements de ce flotteur Ainsi, la valve 60 et le flot- teur 62 ont pour fonction de maintenir le carburant secondaire dans la cuve à flotteur 52 à un niveau prédéterminé. La partie supérieure du carter 50 comporte un évent 63 par lequel la cuve à flotteur 52 communique avec l'atmosphère. Le carburant secondaire est fourni de la cuve 52 au canal de carburant 26 au moyen d'un tube ou conduit 64 relié à et s' étendant entre un orifice de sortie 66 dans le carter 50 et un raccord d'admission de carburant 68 sur le carburateur 12, le- dit raccord 68 étant en communication avec le canal 26 Un orifice 70 dans le raccord d'admission 68 restreint l'écoule- ment du carburant secondaire dans le conduit de carburant 26. Le système d'alimentation de carburant 10 peut aussi com- porter une pompe primaire usuelle à piston 72 qui fournit une petite quantité de carburant secondaire au conduit d'admission de carburant et d'air pour faciliter le démarrage du moteur. Cette pompe 72 comporte une tige extérieure 74, un raccord d'admission 76 relié à la sortie 66 du carter par un tube ou conduit 78, et un raccord de sortie 80 relié au conduit d'ad- mission de carburant et d'air 14 par un tube ou conduit 82. Bien que le carburant primaire puisse être introduit dans le conduit d'admission de carburant et d'air 14 en des endroits variés, dans la réalisation particulière illustrée, un orifice pour le carburant d'amorçage 84, relié au conduit d'admission 14, est prévu en aval du papillon des gaz 20 et le conduit 82 est relié à cet orifice 84. En supposant que le kérosène et l'essence sont utilisés respectivement comme carburants primaire et secondaire, le moteur peut être amorçé, pour faciliter le démarrage, en en- fonçant la tige 74 de la pompe 72 Ceci provoquera un écoule- ment d'essence depuis la chambre à flotteur 52 jusqu'au con- duit de carburant et d'air 18 à travers l'orifice 84. Lorsque le moteur tourne au démarrage et en fonctionne- ment normal, un flot d'essence est aspiré depuis la cuve à flotteur 52, à travers le conduit 26 dans la cavité à carburant 24, puis de la cavité à carburant 24, à travers les orifices secondaires 22, vers le conduit de carburant et d'air 18 Si- multanément, un flot de kérosène est aspiré depuis la cuve à flotteur 30, à travers le tuyau de prise 46 et le conduit 26 jusqu'à la cavité à carburant 24, puis de cette cavité 24 (après brassage ou mélange avec l'essence), à travers les ori- fices secondaires 22 vers le conduit de carburant et d'air 18. Toujours simultanément, un flot de kérosène est aspiré depuis la cuve à flotteur 30 à travers le passage annulaire 46 et 1 ' ajutage 38 jusqu'à la zone de dépression 18 Ainsi, une fois que le moteur a démarré, un mélange de carburant primaire (kérosène) et de carburant secondaire (essence) est fourni pendant les fonctionnements au ralenti, à admission partielle et à admission totale. Cette technique de mélange permet au moteur de fonction- ner avec une quantité plus faible du carburant secondaire plus cher, et, ainsi, réduit le coût de fonctionnement en comparai- son aux systèmes à deux carburants antérieurs qui n'emploient le carburant secondaire que pendant le démarrage et/ou le fonctionnement au ralenti Le rapport de mélange du carburant mixte, dans la cavité dépend des résistances à l'écoulement sur les parcours établis pour les carburants primaire et se- condaire, entre la cavité à carburant et les chambres à flot- teur respectives. REVENDICATIONS 1 Un système d'alimentation de carburant ( 10) caractéri- sé en ce qu'il comprend en combinaison un carburateur ( 12) muni d'un conduit de carburant et d'air ( 14) ayant une zone de dé- pression ( 18), un orifice secondaire ( 22) et une cavité ( 24) communiquant avec ledit conduit ( 14) par l'intermédiaire dudit orifice secondaire ( 22), des moyens d'alimentation d'un pre- mier carburant comportant une source d'un premier carburant ( 31) et'des moyens adaptés à fournir simultanément le premier carburant à ladite zone de dépression ( 18) et à la cavité ( 24), et des moyens d'alimentation d'un second carburant comportant une source d'un second carburant ( 54) et des moyens adaptés à fournir le second carburant à la cavité ( 24). 2 Système d'alimentation de carburant suivant la reven- dication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens d'alimentation du premier carburant comportent une première cuve à flotteur ( 30) communiquant avec la zone de dépression ( 18) et avec la cavité ( 24) et une première valve commandée par flotteur ( 34) communiquant avec la source du premier carburant ( 31) et adap- tée à commander l'alimentation en premier carburant de ladite première cuve à flotteur ( 30), et caractérisé en ce que les moyens d'alimentation du second carburant comportent une se- conde cuve à flotteur ( 52) communiquant avec la cavité ( 24), et une seconde valve commandée par flotteur ( 60) communiquant avec la source de second carburant ( 54) et fonctionnant de manière à commander l'alimentation en second carburant de la- dite seconde cuve à flotteur ( 52). 3 Système d'alimentation de carburant ( 10) suivant la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte un ajutage ( 38) de communication entre la première cuve à flotteur ( 30) et la zone de dépression ( 18) et un conduit ( 46) mettant en communication ladite première cuve à flotteur ( 30) et ladite cavité ( 24). 4 Système d'alimentation de carburant ( 10) suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ledit carburateur ( 12) comporte un papillon des gaz ( 20) situé en aval de la zone de faible pression ( 18) et un orifice de carburant d'amorçage ( 84) situé en aval dudit papillon des gaz ( 20) et communiquant avec le conduit d'admission ( 14). 5 Système d'alimentation de carburant ( 10) suivant la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte une pompe d'amorçage ( 72) possédant un orifice d'admission ( 76) relié à la source de second carburant ( 54) et un orifice de sortie ( 80) relié à l'orifice de carburant d'amorçage ( 84) pour intro- duire sélectivement une quantité de second carburant dans le- dit conduit d'admission ( 14), par l'intermédiaire dudit ori- fice de carburant d'amorçage ( 84). 6 Système d'alimentation de carburant ( 10) à carburateur ( 12) muni d'un conduit de carburant et d'air ( 14) avec une zone de dépression ( 18), caractérisé en ce qu'il comporte un orifice secondaire ( 22), une cavité ( 24) communiquant avec ledit conduit ( 14) par-ledit orifice secondaire ( 22), des moyens d'alimentation en un premier carburant comportant une cuve pour le premier carburant ( 30) relié à une source d'un premier carburant, une première valve commandée par flotteur ( 34) commandant l'arrivée du premier carburant dans ladite première cuve à flotteur ( 30), un ajutage ( 38) de communica- tion entre ladite première cuve à flotteur ( 30) et la zone à dépression ( 18), ainsi qu'un conduit ( 46) mettant en communi- cation la première cuve à flotteur ( 30) et la cavité ( 24), et des moyens d'alimentation en second carburant comportant une seconde cuve à flotteur ( 52) communicante avec la cavité ( 24) et reliée à une source d'un second carburant ( 54) et une se- conde valve commandée par flotteur ( 60) commandant l'arrivée du second carburant à ladite seconde cuve à flotteur ( 52). 7 Système d'alimentation de carburant ( 10) suivant la revendication 6, o ledit carburateur ( 12) comporte un papil- lon des gaz ( 20) situé en aval de ladite zone de dépression ( 18) et un orifice d'admission de carburant d'amorçage ( 84) situé en aval dudit papillon des gaz ( 20) et communiquant avec -10 le conduit d'admission ( 14), et caractérisé en ce que ledit système ( 10) comporte de plus une pompe d'amorçage ( 72), ayant une admission ( 76) reliée à la seconde cuve à flotteur ( 52) et une sortie ( 80) reliée à l'orifice d'admission de carburant d'amorçage ( 84) pour introduire sélectivement une quantité de second carburant dans ledit conduit d'admission ( 14) par ledit orifice d'admission carburant d'amorçage ( 84).