Brevet FR2568943A1 — publié le 19860214

Procédé et dispositif d' amélioration du rendement des moteurs thermioues par action sur la vaporisation du mélange air- essence. Dans un moteur à explosion , la quantité d' air est constamment var@able de sorte qu'il ne suffit pas de régler l' @ssence suivant l'hypothèse de fonctionnement du moteur;il faut également assurer un réglage corrélatif d' air. Il faut d' abord rendre le mélange gazeux, ce qui revient à vaporiser l' essence; tout@fois avec prudence. En effot ,toute augmentation de température et de pression favorise la @ormation de peroxydes instables qui sont générateurs de détonation. Toute gouttelette facilite l' agglomération des péroxydes; donc @@t é tat physique est à éviter. Par ailleurs , toute goutte chauffée fortement se vaporisera instantanément ,mais brûlant dans une at@@sphère pauvre en air, charbonn@ra , favorisant l'auto- allumage. En vaperisant très tô@brutalement ,il se produira une augmentation de volu@@ de l' e@s@nce très importante, due à son chengement d' état par suite le remplissage des cylindres sera moins bon, d'où perte de puissance. Il faut donc introduire l' @ssence sous forme extrêmement morcelée ne s@ vaporisant complètement que dans le cylindre. Si l' essence est vaporisée trop tard, par contre, la répartition ser a défectueuse on raison de l' inertie des gouttes. On assistera à un véritable ruissellement d' ess@nce dans la tubulure d' admission. La vaporisation , commençant dans le carburateur , se continuera donc dans la pipe et ne s' achèvera que dans le cylindre après fermeture de la soupape d' admission et jaillissement de l' étincelle électrique. Un procédé d' officacité @ptimum consisterait à vaporiser entièrement dans le carburateur et à sa sortie immédiate pour évi@er la formation des gouttes; ensuite condenser légèrement sous forme de brouillard dans la tubulure , donc sous forme liquide pour éviter la perte de remplissage , mais à l' état voisin de l' état gezeux. Enfin , après fermeture de la soupape d' admission , à vaporiser à nouve@u avant l' allumage. Pour la mise en courvre d' un tol procédé, nous pouvons utiliser une pompe à vide alternative et régulée afin dans un premier temps aspirer ( cré@r une dépression plus importante que celle provenant du piston dans le cylindre ); ceci dans le carburateur. Le 2 1èma temps de cette pompe à vide comprimerait le mélange dans la pipe pour en faire un brouillard( éventuellement en s' aidant du froid provenant par exemple de la vaporisation d'un gaz approprié entourant cette tubulure ou pipe isolé@ thermiquement.(ou partie de pipè Dans Un troisième parcours allant vers la soupape d' admission du cylindre , à l' arrivée dans le cylindre , le mélange serait à nouveau vaporisé au maximum( ce qui est déjà assuré en partie par la chaleur présente dans le cylindre, et serait alors également assuré de façon complémentaire par une deuxième pomp@ à vide synchronisée par exemple électroniquement et mécaniquement avec le @@@@@@@@@ piston et l' ensemble des données du processus qui réduirait le mélange à l' état de vapeur voulue , avant la compression précédant l' explosion. Cette seconde pompe à vide d' action alt@rnative , contribuerait dans @on mouvement de retour à la compression du mélange gazeux ( ess@nce + air ) avsnt son explosion. Ceci s' effectuant dans des temps do cycles très courts offerts pour la vaporisation 2/100 de seconde pour une gouttelette d' essence se déplaçant dans une tubulure à environ 60 mètres/ seconde dans une tubulure d admission de 60 centimètres de long ; le carburateur étant centré pour cet exemple, la distance maximum à parcourir pour la gouttelette est de moitié ( 1/200 de seconde) Si cette goutte arrive ai début de 1' admission dans le cylindre, elle disposera au maximum d'un tour de vilebrequin avant le jaillissement de l' étincelle pour un moteur à 4 temps. Pour une vitesse de rotation de 3600 tours/ minute celà représente @u maximum 1/ 60 ième de seconde. Le temps total maximum offert pour cette vaporisation équivaut donc : t = 1/200 + 1/60= 2/100 C'est un temps très court ; il convient donc d' activer la vaporisation. Les facteurs sur lesquels il est possible d' agir résultent de la loi de Daiton s M = K S ( F - f ) H M représente la sasse de liquide vaporisée par unité de temps. K est un coefficient dépendant de la vitesse de renouvellement de l' air. S représente la surface de contact liquide- air R est la pression totale déjà réalisée ( air + vapeur d essence) F est la tension maximum de vapeur saturante de 1' essence ( plus généralement dullicuide ) à la t f est la pression partielle de 1' essence vaporisée dans la phase vapeur. On peut donc écrire la diffé@entielle et introduire la dimension temps df = K S dt ( F - f ) H En intégrant ,on peut extraire 1' idée de la durée de vaporisation relatif , car O varie dans le processus ) Pour améliore@ la vitesse de vaporisation , il faudrait donc - Augmenter S - Diminuer H - Augmenter F - f Nous nous apercevons donc que nous pouvons contourner certaines données de la loi de Dalton et parvenir à un résultat physique par une voie différente , mais aboutissant au contrôle et à la régulation de la vaporisation des mélanges essence- air 5 par des pompes à vide al@@@natives . 1) Plutôt que d' augmenter S, on agira par le vide sur le mélange. 2) On régulera H par le vide ( pompe à vide alternative) 3) On agira sur FO - f par le vide toujours ( les pompes à vide syn -chronisées alternatives . qu' elles soient à piston , à membrane , à gaz volatile , électromagnétique etc et l' utilisation éventuelle supplémentaire du froid au niveau de la pipe (, tubulure (s) amenant le mélange du carburateur au(x) cylindre(S) REVENDICATIONS . 1/ Procédé d' sliment@tion optimum ou perfectionné@ d'un mélange g@seux dans un moteur à combustion interne , earpetérisé en ce qu'il consiste à réaliser une dépression plus importante que celle Provenant du piston dans le cylindre @ntr@in@nt une v@poris@tion du mél@nge air/ essence @u nive@u du @@rbur@teur , puis une recompr@@@ion dans la tubulure d' @dmission amenant le mél@nge gaseux sous forme de brouillard , c'est à dire sous une forme liouide proche de l' état gazeux , et enfin à réaliser une dépression au niveau de la chambre du cylindre juste @vant @llunage , synchronise@ avec le mouvement du pistion dans le cylindre. 2/ Procédé selon revendication 1 caractérisé an ce @ue l' amenée du mélange sous forme de brouillard dans la tubulure est @btanu@ de façon complémentaire à la recompression par rafroidis@@@ant de la dite tubulure. 3/ Dispositif pour la mise en o@uvre du procédé selon revendicstions1 et 2 o@ractérisé en ce ou'il comporte une prenière pompa à vide , par exemple à piston , mambraue , gas volatile , turbin@ , relié@ au carbérateur , agissaut alternativement de manièrs à aspirer le mélange à travers celui ci et à le recomprimer dans la tubulure , celle ci comportant au moins une partie isolée thermi@uement et entourée d'un système de refroidissement de celle ci après la sortie du carburateur et en ce qu'une 2 ième pompe à vide est synchroni@ée avec le mouvement du giston dans le cylindre assure par dépression la vaperisation dans celui ci .