Brevet FR2559213A1 — publié le 19850809

"Appareil de vaporisation de carburant pour moteurs à combustion interne" L'invention concerne un appareil de vaporisation de carburant pour moteurs à combustion interne. D'une façon générale, l'invention concerne les perfectionnements apportés au carburateur d'un moteur à combustion interne, et plus précisément un dispositif pouvant s'adapter sur le carburateur pour amener de l'air chaud permettant de vaporiser le carburant liquide et d'obtenir une meilleure combustion. I1 est admis qu'un carburateur classique reste d'une efficacité insuffisante pour vaporiser le carburant. Des gouttelettes de carburant se forment en permanence le long des parois de la tubulure d'admission et se condensent hors du mélange à chaque fois qu'il existe un point relativement froid. Les gouttelettes de carburant non vaporisé sont considérablement plus lourdes que le mélange avec lequel elles se déplacent. Cela signifie que ces gouttelettes présentent une plus grande inertie tendant à leur faire poursuivre leur chemin suivant leur direction de déplacement lorsque le mélange effectue un virage pour suivre un passage ou pénétrer dans un autre passage. Si cela est possible, les particules lourdes continuent leur chemin en ligne droite jusqu'à atteindre un cul de sac, plutôt que d'effectuer un virage. C'est la raison pour laquelle, dans beaucoup de moteurs, les cylindres d'extrémités fonctionnent avec un mélange plus riche que les cylindres du milieu. En effet, les cylindres d'extrémités reçoivent le maximum de carburant non vaporisé, en plus du carburant vaporisé d'admission, tandis que les cylindres du milieu ne reçoivent que le carburant vaporisé.Une meilleure répartition du mélange est importante pour obtenir un fonctionnement régulier du moteur, une réponse nerveuse des gaz et un bon rendement kilométrique du carburant. L'invention a pour principal but d'améliorer le rendement d'un carburateur classique en lui donnant la possibilité de vaporiser le carburant liquide par adjonction d'un dispositif apportant de la chaleur d'une manière nouvelle ne faisant apparaitre aucune difficulté. Le dispositif selon l'invention a également pour but de permettre à un carburateur classique de vaporiser, avec un bon rendement, des produits pétroliers moins chers tels que du kérosène ou autres carburants tels que de l'alcool de qualité inférieure utilisée dans des moteurs à essence. L'invention a encore pour but de créer un vaporisateur de carburant qu'on puisse monter facilement et à bas prix sur un carburateur existant, le dispositif de vaporisation de carburant pouvant encore être intégré dans la fabrication du carburateur et vendu sous la forme d'un bloc complet ou d'une pièce d'un moteur existant. L'invention a enfin pour but de créer un dispositif efficace et de bon rendement, pour démarrer un moteur à froid, en particulier à des températures inférieures à OOC, tout en réduisant en même temps les émissions de carburant se produisant normalement au démarrage-de ces moteurs. A cet effet, l'invention concerne un appareil de vaporisation de carburant pour carburateur de moteur à combustion interne comprenant un venturi de mélange air-carburant muni d'une soupape papillon à son extrémité inférieure, une chambre de flotteur communiquant avec la conduite d'alimentation de carburant du moteur å combustion interne et avec le venturi de mélange aircarburant par l'intermédiaire d'un conduit d'aspiration et d'un conduit de carburant dont l'une des extrémités aboutit dans un tube de venturi monté axialement dans le venturi de mélange air-carburant, appareil caractérisé en ce qu'il comprend un ensemble de chauffage placé au sommet du venturi de mélange air-carburant du carburateur et descendant axialement à l'intérieur de celui-ci pour venir directement au-dessus du tube de venturi, cet ensemble de chauffage comportant un élément de chauffage branché au système d'allumage du moteur à combustion interne. Avec cette conception de carburateur et de tubulure, la manière à peu près unique d'améliorer la répartition du mélange consiste à chauffer celui-ci à sa sortie du carburateur, de façon que le carburant qu'il contient soit plus complètement vaporisé. L'invention permet de réaliser cette opération en chauffant simultanément le mélange air-carburant dès qu'il quitte le carburateur. La tubulure d'admission selon l'invention est essentiellement conçue pour vaporiser les plus grosses gouttes de carburant qui tombent directement sur la tubulure au-dessous du carburateur. Un réchauffeur commandé par thermostat ouvre et ferme l'admission des gaz provenant de la tubulure d'échappement utilisée-pour chauffer la tubulure d'admission, lorsque le moteur est froid, et ce réchauffeur est coupé lorsque le moteur est chaud. Les autres raisons du choix de cette solution sont que lorsque le mélange d'air et de carburant traverse une zone à haute température juste après avoir quitté le carburateur, la majeure partie du carburant reste vaporisée pendant son trajet vers les cylindres si la température est suffisamment élevée. De la même façon, l'invention ne nécessite pas l'utilisation de cette conception d'admission très chère car elle permet d'élever convenablement la température du mélange de carburant pour le maintenir à l'état de vapeur jusqu'à ce qu'il ait complètement pénétré dans le cylindre. Le démarrage d'un moteur à froid est particulièrement difficile dans le cas d'un temps extrêmement froid. Dans ces conditions, un carburateur classique est muni d'un starter destiné à enrichir le mélange. Un mélange initialement riche donne une plus grande quantité de vapeurs, mais dans ce cas la consommation de carburant est excessive, sans compter les risques de noyer le carburateur et de rendre ainsi le démarrage encore plus difficile. La consommation de carburant et le fonctionnement du moteur ne redeviennent normaux que lorsque ce moteur a démarré et chauffé. L'invention supprime la nécessité de faire fonctionner le carburateur au starter car elle permet d'obtenir en quelques secondes un jet d'air chaud directement dans le gicleur principal du carburateur, et de normaliser le fonctionnement du moteur en un temps comparativement beaucoup plus court, ce qui réduit la consommation de carburant et l'émission de gaz d'échappement non brûlés. Ce résultat est particulièrement vrai si l'on actionne brièvement le système avant de faire démarrer le moteur. L'invention permet de chauffer une partie de l'air d'admission et l'on -peut constater que si l'on ne chauffe pas convenablement le mélange d'air et de carburant, on réduit le rendement volumétrique du mélange en réduisant ainsi la puissance de sortie. On remarquera que le procédé selon l'invention permet de chauffer une partie de l'air d'admission mais dirige le débit étroit et concentré d'air chaud directement dans le carburant vaporisé hors du venturi d'accélération par où arrive le carburant sortant des gicleurs principal et secondaire. Le débit étroit d'air chaud concentré se combinant au carburant pulvérisé provoque la vaporisation rapide du carburant. Au cours de la vaporisation, les effets simultanés mis en jeu dans la dilatation rapide des molécules de carburant provoquent précisément un effet de refroidissement améliorant en fait le rendement volumétrique du carburant et de l'air d'admission, ce qui permet d'obtenir des performances supérieures du moteur. L'invention sera décrite en détail en se référant aux dessins ci-joints dans lesquels - la figure 1 est une vue en coupe représentant l'appareil selon l'invention monté sur un carburateur ; et - la figure 2 est une vue de détail éclatée dRun appareil selon l'invention destiné à vaporiser le carburant d'un moteur à combustion interne. L'appareil selon l'invention est représenté sur la figure 1 monté sur un carburateur classique C comprenant un venturi 1 de mélange air-carburant, une chambre de flotteur 2 faisant corps avec ce venturi de mélange air-carburant et communiquant avec celui-ci par un conduit d'aspiration 3 et un conduit de carburant 4 pénétrant dans la partie centrale du venturi de mélange air-carburant 1. La chambre de flotteur 2 est également reliée de manière classique (non représentée) à la conduite d'alimentation de carburant du moteur. L'extrémité intérieure du conduit de carburant se termine dans un tube de venturi 5 monté axialement dans le venturi de mélange aircarburant 1. Au-dessous de l'étranglement 6 du venturi de mélange air-carburant se trouve une soupape papillon 7. Un ensemble de filtre à air classique 8 destiné à filtrer l'air d'admission aspiré dans le carburateur, est fixé de manière démontable sur l'ensemble de carburateur C. L'appareil de vaporisation de carburant constitué par l'ensemble de chauffage 9 est placé à l'intérieur du venturi 1 et fixé de façon démontable dans le boitier du filtre à air 8. Cet ensemble de chauffage 9 est placé au sommet du venturi de mélange air-carburant 1 du carburateur C, et disposé axialement vers le bas à l'intérieur de celui-ci de manière à venir directement au-dessus du tube de venturi 5. L'ensemble de chauffage 9 est constitué par un manchon extérieur 10 muni de bras radiaux diamétralement opposés 11 comportant des manchons d'extrémité 12 fixés par des boulons 13 et des écrous 14 à la paroi de carter inférieure W du filtre à air. Dans le manchon extérieur 10 est monté un manchon intérieur 15 en matériau résistant à la chaleur et non conducteur de l'électricité. Les deux manchons extérieur et intérieur sont coniques et vont en se rétrécissant vers le bas. Ces deux manchons sont percés de trous correspondants alignés H dans leur partie inférieure. Dans le manchon intérieur 15 est placé un élément de chauffage 16 sont l'extrémité inférieure 17 est fixée aux manchons par le boulon 18 et l'écrou 19. L'extrémité inférieure 17 de-l'élément de chauffage est en contact avec la manchon extérieur 10 et ce dernier est mis à la masse du corps du moteur. La partie supérieure de l'élément de chauffage 16 est enfilée dans un isolateur tubulaire 20, et son autre extrémité 21 est branchée au système électrique d'allumage du moteur à combustion interne. Cet élément de chauffage est alimenté lorsqu'on allume le système d'allumage. Pour améliorer encore les performances de l'appareil, on peut relier l'isolateur tubulaire au système de ventilation positive du carter du moteur. I1 est en effet bien connu que les gaz sortant de ce système de ventilation positive contribuent à améliorer la combustion du carburant lorsqu'ils sont introduits dans le carburateur. En cours de fonctionnement, pendant l'opération normale d'aspiration d'air ambiant du moteur à combustion interne, une partie de l'air passant à travers l'ensemble de filtre à air 6, est aspirée à travers l'ensemble de chauffage 9 en même temps que les vapeurs d'huile sortant du système de ventilation positive du carter et passant à travers l'isolateur tubulaire 20, ce qui permet d'élever considérablement la température de cet air et de ces vapeurs d'huile. La vapeur d'air et d'huile chauffée traversant l'ensemble de chauffage 9 arrive presque aussitôt après, se mélange avec les gouttelettes de carburant pulvérisées sortant du conduit de carburant 4, et transforme le carburant en gaz, on vaporise encore plus complètement le carburant pulvérisé pénétrant dans la chambre de combustion. REVENDICATIONS 1 ) Appareil de vaporisation de carburant pour carburateur (C) de moteur à combustion interne comprenant un venturi (1) de mélange air-carburant muni d'une soupape papillon (7) à son extrémité inférieure, une chambre de flotteur (2) communiquant avec la conduite d'alimentation de carburant du moteur à combustion interne et avec le venturi de mélange air-carburant par l'intermédiaire d'un conduit d'aspiration (3) et d'un conduit de carburant (4) dont l'une des extrémités aboutit dans un tube de yenturi (5) monté axialement dans le venturi (1) de mélange aircarburant, appareil caractérisé en ce qu'il comprend un ensemble de chauffage (9) placé au sommet du venturi (1) de mélange air-carburant du carburateur (C) et descendant axialement à l'intérieur de celui-ci pour venir directement au-dessus du tube de venturi (5), cet ensemble de chauffage (9) comportant un élément de chauffage (16) branché au système d'allumage du moteur à combustion interne. 20) Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'ensemble de chauffage (9) comporte un manchon extérieur (10) et un manchon intérieur (15) en matériau résistant aux températures élevées et ne conduisant pas l'électricité, l'élément de chauffage (16) étant placé dans le manchon intérieur (15).