Brevet FR2572773A1 — publié le 19860509

Dispositif de carburation comportant des moyens de coupure en décélération L'invention concerne les dispositifs de carbu- ration pour l'alimentation des moteurs à combustion interne équipant les véhicules automobiles, moteurs qui, dans certaines conditions de fonctionnement, provoquent une décélération du véhicule. Au cours de ces phases de fonctionnement, le combustible fourni au moteur est dé- pensé en pure perte. On connait déjà des carburateurs du type compre- nant un conduit d'admission contenant un organe d'étran- glement actionné par le conducteur, un circuit de jail- lissement principal alimenté en air et en combustible et débouchant dans le conduit d'admission en amont de l'or- gane d'étranglement de façon à fournir un mélange pri- maire d'air et de combustible, et un circuit de ralenti débouchant dans le conduit d'admission en aval de l'or- gane d'étranglement et muni d'une vanne électromagné- tique permettant d'interrompre le passage de mélange air-combustible par le circuit de ralenti, ainsi que des moyens de commande de la vanne électromagnétique ou électrovanne, lors du fonctionnement en décélération. Ces moyens de commande provoquent en général la fermeture de l'électrovanne automatiquement, lorsqu'ils reçoivent simultanément des signaux indiquant que l'or- gane d'étranglement est dans sa position d'ouverture minimum, que le moteur est couplé aux roues et, éven- tuellement, que la vitesse du moteur est supérieure à un seuil prédéterminé. Dès que les moyens de commande décèlent la fin du fonctionnement en décélération, le circuit de ralenti est de nouveau ouvert. Cette façon de procéder peut sembler satisfai- sante a priori. Mais l'expérience montre qu elle a de nombreux inconvénients. Le combustible qui reste dans la tubulure d'admission du moteur au début de la décélération pro- voque l'émission d'une bouffée d'hydrocarbures imbrûlés. La raison en est que le taux de remplissage du moteur est faible, car le moteur fonctionne à-vitesse élevée et la quantité d'air fourni au moteur est insuffisante pour une carburation complète, car l'organe d'étranglement est fermé. On a tenté de pallier ce défaut en freinant la fermeture de l'organe d'étranglement lorsque le con- ducteur lève le pied de la pédale d'accélération. On apporte ainsi de l'air supplémentaire facilitant la com- bustion. On a également proposé (brevet FR 1 526 125) d'amener temporairement du combustible destiné à enri- chir le mélange fourni au moteur et à avoir une meil- leure combustion. Ces solutions retardent le fonction- nement en moteur frein et sont donc peu satisfaisantes. Au cours du fonctionnement en décélération, l'aspiration du moteur assèche le circuit de ralenti et la tubulure d'admission par évaporation du combustible déposé sur les parois. Lorsque le conducteur veut ré- accélérer, il y a une insuffisance temporaire de combus- tible. Pour pallier ce défaut, qui se traduit par un à-coup, on a proposé de ré-ouvrir le circuit de ralenti dès que la -vitesse du moteur descend au-dessous d'un seuil largement supérieur à la vitesse de ralenti, par exemple 1400 t/mn alors que la vitesse de ralenti est d environ 700 t/mn. Cette façon de procéder a l'incon- vénient de réduire l'économie de combustible que l'on est en droit d'attendre d'un système de coupure d'alimentation en décélération. L'invention vise. à fournir un dispositif de carburation du type cidessus défini qui concilie à la fois l'économie de combustible et l'agrément de con- duite, tout en ne mettant en oeuvre que des moyens additionnels simples et relativement peu coûteux. Dans ce but, l'invention propose notamment un dispositif du type cidessus défini comprenant un dispositif d'ouverture forcée de l'organe d'étranglement à partir de sa position d'ouverture minimale, ledit dis- positif étant prévu, d'une part, pour provoquer une ou- verture forcée de l'organe d'étranglement au début du fonctionnement en décélération et, d'autre part, pour provoquer une coupure totale de l'alimentation en com- bustible au-dessus d'un premier seuil de vitesse prédé- terminé et le passage d'un débit de combustible qui est une fonction décroissante de la vitesse entre le premier seuil et un second seuil, inférieur au premier et supé- rieur à la vitesse de ralenti. Les moyens de commande sont avantageusement prévus pour commander la vanne électromagnétique par im- pulsions de rapport cyclique variable dans l'intervalle de vitesse compris entre le premier seuil et-le second, et pour maintenir la vanne électromagnétique ouverte en permanence au-dessous du second seuil de vitesse. Les moyens de commande comporteront généralement plusieurs capteurs leur permettant de déceler le fonc- tionnement en décélération. Ces capteurs peuvent com- porter un contact dit de "pied levé" qui est fermé lorsque la pression exercée par le conducteur sur l'accélérateur du véhicule cesse, en série avec un con- tact, dit de "moteur attelé", fermé lorsque le moteur est embrayé alors qu'une vitesse est engagée. Un autre capteur, placé par exemple sur le distributeur du sys- tème d'allumage du véhicule, permet de disposer d'un signal représentatif de la vitesse. L'invention sera'mieux comprise à la lecture de la description qui suit d'un mode particulier d'exécu- tion, donné à titre d'exemple non limitatif. La des- cription se réfère aux dessins qui l'accompagnent, dans lesquels: - la Figure 1 est un schéma de principe d'un dispositif suivant l'invention, les organes mécaniques étant représentés en coupe suivant un plan passant par l'axe du conduit d'admission; - les Figures 2 et 3 sont des diagrammes mon- trant, en fonction du temps, la variation du degré d'ou- verture de l'organe d'étranglement et celle du signal de commande de l'électrovanne au cours d'une décélération, dans des conditions de décélération qui peuvent être considérées comme représentatives. Le dispositif de carburation dont un schéma de principe est montré en Figure 1 comprend un corps 10 en plusieurs pièces assemblées dans lequel est ménagé un conduit d'admission 12. Un système de jaillissement principal de combustible, débouchant au col d'un venturi 14 du conduit d'admission 12 par un venturi secondaire , est alimenté en mélange primaire riche air- combustible à partir de l'atmosphère et d'une cuve à ni- veau constant 16. Des calibreurs 18 et 20 sont interpo- sés sur les arrivées d'air et de combustible au systéme de jaillissement. Un organe d'étranglement, ou papillon, 22 est placé dans le conduit d'admission 12 en aval du venturi 14 et calé sur un. arbre rotatif 24 commandé par le con- ducteur par l'intermédiaire d'une tringlerie non repré- sentée. Un ressort de rappel, également non représenté, sollicite le papillon 22 dans le sens de la fermeture. Le dispositif de carburation est également muni d'un circuit de ralenti. Ce circuit comporte un canal 21 qui débouche dans le conduit d'admission 12 par un ori- fice de ralenti 30 placé en aval du papillon 22 et par une fente de transition ou de by-pass 32 prévue pour passer progressivement d'amont en aval du papillon au fur et à mesure de l'ouverture de ce dernier à partir de la position d'ouverture minimum dans laquelle il est re- présenté en traits pleins sur la Figure 1. Le canal 21 est alimenté en mélange primaire riche air-combustible, par le système de jaillissement principal dans le mode de réalisation illustré. Pour cela, un canal 19 relie le canal 21 à un point du système de jaillissement prin- cipal placé entre les calibreurs 18 et 20. Une vis de réglage manuel 34 permet d'ajuster le débit qui traverse l'orifice 30 et donc de régler la richesse du mélange fourni au moteur lors du fonctionnement au ralenti, alors que la tranche du papillon dépasse vers l'aval de la fente 32. Sur le canal de ralenti 21 est placée une vanne électromagnétique 61 prenant une position d'ouverture ou de fermeture, suivant qu'elle est alimentée ou non. Il sera en général préférable de prévoir une électrovanne ouverte lorsqu'elle n'est pas alimentée afin de conser- ver un fonctionnement acceptable en cas de défaut d'alimentation électrique. Une telle électrovanne est fréquemment dénommée actuateur. Le dispositif de carburation comprend également un organe 40 d'ouverture forcée du papillon. L'organe 40 montré sur la Figure 1 est de type à commande par dépression, fréquemment désigné par le terme de "décel". Ce dispositif doit, au début de la décélération, prolon- ger la période pendant laquelle le papillon 22 n'est pas entièrement fermé, afin que la charge de combustible qui pénètre dans le moteur à travers la tubulure d'admission brûle mieux. L'organe d'ouverture 40 représenté est constitué par un boitier dans lequel une membrane défor- mable 43 sépare deux chambres'41 et 42. La chambre 42 est reliée à l'atmosphère par un trou 44. La chambre 41 est reliée à la tubulure d'admission du moteur par un conduit 45. Lorsque la dépression qui s'exerce en aval du papillon règne dans la chambre 41, elle tend à dépla- cer la membrane 43 contre l'action d'un ressort de rap- pel 46 jusqu'à ce qu'un équipage mobile solidaire de la membrane 43 vienne en contact avec une butée réglable 47. L'équipage mobile comprend, en plus de la membrane 43, une tige 48 dont l'extrémité libre recourbée coopère, par l'intermédiaire d'une butée réglable 49, 2572'773 avec un plat 51 terminal d'un levier 52 solidaire de l'arbre rotatif 24. Sur le conduit 45 est placée une électrovanne 60 qui permet de séparer la chambre 41 de la tubulure. La chambre 41 peut être munie d'un orifice étranglé pour que la pression qui y règne revienne progressivement à la pression atmosphérique lors de la coupure du conduit 45. Les électrovannes 60 et 61 sont prévues pour être alimentées en tout ou rien par des moyens de commande représentés sous forme d'une unité 62. L'unité 62 est munie de capteurs permettant de détecter le fonc- tionnement en décélération. Ces capteurs peuvent compor- ter: - un capteur'65 placé sur le distributeur d'al- lumage et fournissant un signal à une fréquence fonction de la vitesse, deux contacts montés en série, l'un, 66, qui est fermé lorsqu'aucune pression ne s'exerce sur la pédale d'accélérateur du véhicule, l'autre, 67, qui est fermé lorsque le moteur est embrayé en même temps qu'un des rapports de la boite de vitesse est engagé. L'unité 62 peut avoir diverses constitutions. Il suffit qu'elle soit prévue pour remplir les fonctions qui vont maintenant être définies, lorsqu'une décéléra- tion est détectée. L'unité 62 identifie un état de décélération lorsque les interrupteurs 66 et 67 sont l'un et l'autre fermés et que la vitesse du moteur est supérieure à un seuil VO, qui sera par exemple de 1200 t/mn lorsque la vitesse de ralenti normal du moteur est à 700 t/mn. L'unité 62 détecte également si, dans cette situation de décélération, la vitesse du moteur est également supé- rieure à une autre valeur de seuil V1, supérieure à la précédente, par exemple égale à 1600 t/mn. Dans ce second cas, l'unité 62 envoie à l'électrovanne 61, par un conducteur 64, un signal électrique continu de fer- meture. L'unité 62 envoie également à l'électrovanne 60, par l'intermédiaire d'un conducteur 63, un signal conti- nu d'ouverture, pendant une durée t à partir de l'ins- o tant o est décelé le début de la décélération. Dès que la vitesse est descendue au-dessous du seuil V1, et jusqu'à ce que cette vitesse soit revenue à la vitesse V0, l'unité 62 envoie à l'électrovanne 61 un signal électrique de rapport cyclique progressivement décroissant, jusqu'à atteindre la valeur 0 pour VO Les Figures 2 et 3 montrent la variation du degré d'ouverture " du papillon et du signal de commande s de l'électrovanne 61 en fonction du temps t lors d un fonctionnement type, lorsque le conducteur lève le pied de l'accélérateur alors que la vitesse du moteur est largement supérieure à V1, lorsque par exemple elle est de 4000 t/mn. Dès que l'état de décélération est décelé, à l'instant To, l'unité 62 ouvre l'électrovanne 60 pour transmettre la pression qui règne en aval du papillon 22 à la chambre 41. L'équipage mobile vient s'appuyer con- tre la vis 47 et le papillon 22 prend la position repré- sentée en tirets sur la Figure 1, correspondant à l'angle a0 sur la Figure 2. Il s'ensuit un apport d'air au moteur et une meilleure combustion du combustible restant dans la tubulure au début de la décélération, ce qui réduit la pollution. - Dans le cas montré en Figure 3, l'unité 62 est prévue pour maintenir, pendant un court délai t1, le débit de combustible arrivant par le canal de ralenti, de façon à optimiser la composition de la charge air- combustible transitant dans la tubulure à l'instant o commence la décélération. L'intervalle de temps t1 sera généralement de quelques dixièmes-à une seconde environ alors que la durée t0 sera généralement de l'ordre de une à quelques secondes. Z5 727 73 Au bout du temps to., l'électrovanne 60 n'est plus -activée et le papillon 22 reprend la position nor- male de ralenti dans laquelle il est représenté en traits pleins sur la Figure 1. La vitesse de rotation du moteur diminue alors. Lorsqu'elle atteint la valeur V1. à l'instant T1, l'unité 62 commence à fournir à l'électrovanne 61, non plus un signal continu de fermeture, mais un signal à modulation de largeur d'impulsion, de rapport cyclique variable, à fréquence fixe ou à fréquence fonction de la vitesse. Le rapport cyclique est une fonction décrois- sante de la vitesse et atteint la valeur 0 lorsque 1-a vitesse est retombée à la valeur V, à l'instant T2. Au-delà, le canal de ralenti 61 est de nouveau ouvert. Grâce à ce mode de mise en oeuvre, on retourne progressivement à l'alimentation normale du canal de ralenti et la reprise du fonctionnement, lorsque le con- ducteur appuie de nouveau sur l'accélérateur, se fait progressivement aussi bien lorsque cela se produit entre les instants T et T que lorsque cela se produit à un 1 2 instant T3 postérieur à T2. L'.unité 62 peut être réalisée de façon simple, en composants de nature numérique ou analogique. L'unité peut notamment comporter, pour commander l'électrovanne 60, un -élément ET détectant un état de fermeture simul- tanée des contacts 66 et 67 et de vitesse supérieure à V1. Cette porte déclenche alors un monostable de com- mande d'un circuit de puissance destiné à ouvrir l'élec- trovanne 60. La partie de l'unité 62 destinée à comman- der l'électrovanne 61 pourra comporter essentiellement un modulateur de largeur d'impulsions associé à un oscillateur à une fréquence qui sera par exemple de 10 Hz, commandant également un circuit fournissant la puis- sance nécessaire à la fermeture de l'électrovanne 61. REVENDICATIONS 1. Dispositif de carburation comprenant un conduit d'admission contenant un organe d'étranglement actionné par le conducteur, un circuit de jaillissement principal alimenté en air et en combustible et débou- chant dans le conduit d'admission en amont de l'organe d'étranglement de façon à fournir un mélange primaire d'air et de combustible, et un circuit de ralenti débou- chant dans le conduit d'admission en aval de l'organe d'étranglement et muni d'une vanne électromagnétique permettant d'interrompre le passage de mélange air- combustible par le circuit de ralenti, ainsi que des moyens de commande de la vanne électromagnétique lors du fonctionnement en décélération, caractérisé en ce qu'il comprend de plus un dispositif.d'ouverture forcée de l'organe d'étranglement (22) à partir de sa position d ouverture minimale, lesdits moyens de commande (62) étant prévus, d'une part, pour actionner le dispositif d'ouverture forcée au début du fonctionnement en décélé- ration et, d'autre part, pour commander la vanne élec- tromagnétique (61) de façon à couper l'alimentation en combustible au-dessus d'un premier seuil de vitesse pré- déterminé (V1) et provoquer le passage d'un débit de combustible qui est une fonction décroissante de la vitesse entre le premier seuil (V1) et un second seuil (V0), inférieur au premier et supérieur à la vitesse de ralenti. 2. Dispositif selon la revendication 1, carac- térisé en ce que les moyens de commande sont prévus pour commander la vanne électromagnétique par impulsions de rapport cyclique variable dans l'intervalle de vitesse compris entre le premier seuil et le second et pour la maintenir ouverte en permanence au-dessous du second seuil de vitesse (V 0). 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le premier et le second seuils de vitesse sont d'environ 1600 t/mn et 1200 t/mn pour une vitesse normale de ralenti d'environ 700 t/mn. 4. Dispositif selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que les moyens de commande (62) sont munis de capteurs pour déceler l'absence d'action sur l'accélérateur, le couplage entre le moteur et les roues et la vitesse du moteur. 5. Dispositif selon l'une quelconque des reven- dications précédentes, caractérisé en ce que le dispo- sitif d'ouverture forcée du papillon est pneumatique et les moyens de commande comportent une électrovanne (60) placée sur un conduit de liaison entre ledit dispositif et la tubulure d'admission du moteur. 6. Dispositif selon l'une quelconque des reven- dications précédentes, caractérisé en ce que la durée d'ouverture forcée de l'organe d'étranglement au début du fonctionnement en décélération est de l'ordre de une à quelques secondes. 7. Dispositif selon l'une quelconque des reven- dications précédentes, caractérisé en ce que la ferme- ture de l'électrovanne (61) placée sur le circuit de ralenti est retardée d'un temps de l'ordre de quelques dixièmes à une seconde à partir de l'instant o est décelée la décélération.