Brevet FR2576640A1 — publié le 19860801

TITRE Aménagement des sorties des conduites de gaz dans la conduite d'amenée d'air d'un moteur alimenté en gaz. DESCRIPTION La présente demande concerne un perfectionnement à la demande de brevet du même déposant nO 80 09747 du 30/4/80 qui avait pour objet un dispositif dali- mentation en gaz d'un moteur à combustion interne, comprenant plusieurs étages de détente interposés entre un réservoir de gaz et le moteur, ces étages comportant au moins un étage d'entrée (I) relié au réservoir et comprenant un détendeur chargé par ressort et fournissant une pression sensiblement constante et légèrement supérieure à la pression atmosphérique et un étage final (V) de grande sensibilité ayant sa sortie reliée au circuit d'admission d'air du moteur dans lequel les étages de sortie (IV-V), comprenant chacun au moins un détendeur à membrane non chargée, sont agencés pour n'assurer sensiblement aucune détente et fonctionner en surpression quasi nulle, et au démarrage et au ralenti, en régime transitoire alternatif avec battement des membranes en fonction de la dépression dans le dit circuit d'admission, dont les fluctuations se trouvent ainsi lissées. L'étage final V comprenant au moins deux détendeurs disposés de manière à réduire, du point de vue inertie, l'effet conjugué de la pesanteur et de la force centrifuge. Le pré-étage final (IV) comportant le-même nombre de détendeurs à membrane non chargée que l'étage final, chacun en série avec un détendeur de l'étage final. Chaque détendeur du pré-étage final (IV) étant apparié en opposition à un détendeur de l'étage final (V). L'objet de la présente invention est de proposer un nouvel aménagement des sorties des conduits de gaz dans la conduite d'amenée d'air en vue de supprimer les coups de bélier en reprise sans avoir à brider la conduite d'amenée d'air au niveau de l'arrivée de ces conduits ou encore au niveau du règlage d'air primaire c'est-à-dire au détriment du remplissage à haut régime et donc du rendement du moteur et d'autre part sans avoir à ouvrir l'accélérateur exagérément de l'accélérateur le ralenti du moteur se règlant par légère ouverture/, car une plus grande ouverture augmenterait la consommation en décélération. Le principe de fonctionnement de l'appareil en régime transitoire tant au ralenti qu'en reprise demande et permet des jonctions de section importante entre l'étage final et l'arrivée au carburateur. Ce qui n'est plus possible entre l'étage III et le pré-étage final (IV) d'une part et d'autre part entre le pré-étage final (IV) et l'étage final (V) les jonctions entre (III) et (IV) et (IV) et (V) étant également bridées pour fonctionner en régime de reprise et sont adaptées au régime continu. Ces jonctions pour ne pas freiner l'écoulement seront donc les plus courtes possibles. Avant de développer davantage le principe de fonctionnement de ce système d'alimentation en gaz, il est aisé de comprendre l'importance de l'influence de la colonne (C) d'air sur l'écoulement de la colonne (S) de gaz et de chercher à s'en servir, c'est l'objet de la présente invention. Ce système d'alimentation en gaz se sert de la fluctuation de la veine d'admission en régime transitoire : au ralenti par exemple pour stabiliser l'écoulement et supprimer la pollution par inertie du battement des membranes de l'étage final (V). En effet considérons J Y à un moment donné comme la surface d'ouver- ture adéquate des entrées de l'étage final par rapport à la dépression dans la veine d'admission, le battement des membranes et obturateurs des éléments de l'étage final (V) autour de cette surface d'ouverture moyenne Y des entrées de cet étage final (V) amorti les fronts d'onde ascendants sans faire varier le débit fonction de l'énergie comme il y a variation de mouvement et donc du carré des orifices (Y à un moment donné soit en moyenne fonction de S re. yYet donc toujours de > r - e rl' Ay1 S dy D'autre part en reprise le gaz de l'étape finale V se vide à travers les conduits qui transmettent les fluctuations au ralenti. gn régime transitoire le débit de gaz abstraction faite de la masse est fonction du carré de la somme des sections des conduits de gaz et le débit d'air fonction du carré de la section de la conduite d'air principal (c > 6 Pour que le rapport des débits gaz/air reste le même en régime transitoire qu'en régime continu, si l/x est le meilleur rapport gaz/air, il faut que Section = 1 ou Section > 5 = Section C 2 x où Section C x Comme x change selon la formule du gaz et en laissant de côté la masse du gaz qui peut augmenter ou diminuer l'inertie de la colonne du gaz par rapport à la colonne C d'air (ce à quoi il est possible de remédier par un règlage sur la vanne d'entrée d'air (P). invention Selon une caractéristique / le le rapport des sections en fonction du gaz utilisé est règlé par la mise-en place sur la conduite d'amenée d'air C, réalisée en matériau souple, extérieurement à celle-ci, au niveau du débouché des conduits de gaz, d'un collier réglable (T). Ce règlage anti-coup de bélier entre la conduite d'air principal (C) et les conduits de gaz S par le collier (T) peut être amélioré par un serrage ou un dé serrage des conduits de gaz 2 S afin que ce rapport des sections des entrées de l'étage final (V) et de la section de la conduite d'air (C) ne change pas pour éviter de modifier la consommation en régime continu. Comme il n'est pas possible de modifier la surface des entrées de l'étage final (V) à moins de mettre deux appareils, il est encore possible d'utiliser du G.P.L. plutôt que du propane pour débrider l'air. Une autre solution consiste à remplacer le gaz par de l'air pilote de même masse que l'air principal à la température près qu'il est aisé de rendre identique en faisant passer les tuyaux d'air pilote dans l'air principal. Un tel appareil servant pour l'injection électronique sera règlé définitivement pour différents carburants avec les mêmes avantages à condition que la quantité d'air pilote soit toujours dans la même proportion vis-à-vis de l'air principal C, c'est-à-dire que si la proportion d'air pilote (S) et d'air principal (C) sont dans la proportion 1 en régime continu il faudra pour qu'en régime X transitoire il reste identique : que le rapport de la somme des sections des conduits S d'amenée d'air pilote et de la section de la conduite d'amenée d'air principal soit égal à -\ g Ainsi avons-nous : 1 = f ( &commat; = kl si 1 est le rapport carburant/air et un bouton réglable X x x sur ordinateur rendra compte de k pour changer de carburant Selon une autre caractéristique du présent dispositif pour éviter le refoulement et pour se servir de la vitesse d'écoulement de la colonne d'air C par rapport à la vitesse d'écoulement de la colonne de gaz bS en régime continu inférieure % x fois à celle de l'air si les sections des conduits gaz/air se trouvent tdans le meilleur rapport de reprise. Ainsi pour se servir de la vitesse de la colonne d'air C par rapport à la vitesse de la colonne de gazfS le présent dispositif est caractérisé en ce que les conduits de sortie S de l'étage final (ç) débouchent dans la conduite (C) d'amenée d'air au carburateur en aval d'un coude réalisé sur celui-ci et situé selon une section de la dite conduite dans la zone interne du plus grand rayon et en ce que le rapport des sections entre tubulures d'amenée de gaz et d'air est proche delvlsi x est le meilleur rapport air/gaz.-Toujours x pour ne pas brider l'air principal et éviter le refoulement des fluctuations néfastes à la reprise en maintenant exagérément en mouvement les membranes à obturateur des éléments (B) de l'étage final (ç) ce qui bride l'écoulement de gazj Selon une autre caractéristique la conduite d'amenée d'air C comporte N branches disposées en évasure (exemple en Y pour N=2) et les N branches étant pourvues chacune d'un coude, une fraction 1/N des conduits d'arrivée de gaz aboutit dans chacune des dites branches en aval des coudes dans la partie du plus grand rayon et de façon convergente vers le centre de la conduite unique de sortie vers laquelle converge les dites branches; dans tous les cas les conduits d'arrivée de gaz sont disposés selon une section de la conduite d'air dans unie surface inscrite entre une corde disposée au-delà du centre et l'arc de cercle correspondant pour être dans la zone de plus grande vitesse de l'air principal. Selon.une autre caractéristiquedeXlarésenbs/ les conduits d'amenée de gaz sont disposées dans la surface inscrite, en quinconce pour éviter le refoulement des fluctuations. De même dans le eas d'une conduite unique d'amenée d'air C le papillon du carburateur est commandé de manière à basculer vers le bas lors de l'ouverture dans la zone située sous les débouchés des conduits de gaz (S). A titre d'illustration, des dessins sont joints, qui représentent Fig 1 : une vue d'ensemble du dispositif, Fig 2 : une vue en coupe selon aa de la figure 1 Fig 3 : une vue de détail d'une variante de réalisation d'une tubulure d'amenée d'air, Fig 4 : une vue en coupe selon bb de la figure 3. Une description détaillée en référence aux dessins va être effectuée Selon l'inventXcz Fig.1Je dispositif d'alimentation comprend du réservoir de gaz (100) sur la conduite d'amenée d'air (C) au moteur - une électrovanne (2) que l'on peut brancher d'une part au démarreur à travers un diode (dl) et d'autre part à l'alternateur à travers un diode (d2) - un réchauffeur (3) - un premier étage de détente principal I règlable - un étage intermédiaire de détente II (facultatif) - un second étage intermédiaire III avec deux détendeurs à membranes couplées (30a, 30b) et ressort commun (7) dont un des détendeurs à ressort commun ou non peut être monté à l'envers pour fonctionner en valve pour ne pas avoir à brider l'air par la vanne P pour aspirer le gaz. - d'un ensemble apparié en série d'un pré-étage IV et d'un étage V finaux comprenant chacun des dé tendeurs (A et B) à membranes non chargées et réparties respectivement 10/ suivant les faces d'un polyèdre de préférence régulier et encore suivant les faces d'un rhombododécaèdre ou d'un rhombo- tria contaèdre ou 20/ suivant les faces d'un demi-polyèdre régulier soit d'un demi cube, octoèdre, dodécaèdre pentagonal, icosaèdre le demi dodécaèdre pentagonal étant choisi de préférence ayant deux étages et moins de faces que l'icosaèdre 30/ ou à plat - les conduits de gaz S relient les sorties de l'étage V à la conduite d'amenée d'air C - un collier (T) complète le règlage d'air primaire P - une électrovanne E d'mentation et de suralimentation relie la sortie de l'étage III à un ou plusieurs des conduitstS) d'amenée du gaz. - une vanne P qui en plus d'un règlage primaire de l'air peut opérer le règlage le plus simple vis-à-vis de la pression atmosphérique. La figure 3 représente une variante de la tubulure C d'amenée d'air pourvue de deux branches en Y reliées à une même amenée d'air avec vanne P. Ces deux branches sont chacune pourvues d'un coude où arrivent les conduites de gaz (S) qui étant reportées dans la zone de plus grand rayon se trouvent positionnées dans la partie centrale de la conduite unique (C) en aval. Ceci étant illustré en fig 4. I1 est à remarquer en Fig 2 la disposition en quinconce des conduites (S) disposées selon une surface de la section de la conduite (C) délimitée par une corde disposée dans la zone de grand rayon et un arc correspondant. Les Fig 1 et 3 montrent le positionnement des colliers T au droit des conduites S REVENDICATIONS I - Dispositif d'alimentation en gaz d'un moteur à combustion interne comprenant plusieurs étages de détente interposés entre un réservoir de gaz et le moteur, ces étages comportant. au moins un étage d'entrée (I) relié au réservoir et comprenant un détendeur chargé par ressort et fournissant une pression sensiblement constante et légèrement supérieure à la pression atmosphérique- et un étage final (V) de grande sensibilité ayant sa sortie reliée au circuit d'admission d'air du moteur dans lequel les étages de sortie (V-V), comprenant chacun au moins un détendeur à membrane non chargée, sont agencés pour n' assurer sensiblement aucune détente et fonctionner en surpression quasi nulle, et au démarrage et au ralenti, en régime transitoire alternatif avec battement des membranes en fonction de la dépression dans le dit circuit d'admission, dont les fluctuations se trouvent ainsi lissées. L'étage final V comprenant au moins deux ddtendeurs disposés de manière à réduire, du point de vue inertie, l'effet conjugué de la pesanteur et de la force centrifuge. Le pré-étage final (IV) comportant le même nombre de détendeurs à membrane non chargée que l'étage final, chacun ensérie avec un détendeur de l'étage final. Chaque détendeur du pré-étage final (1V) étant apparié en opposition à un détendeur de l'étage final (V). Dispositif caractérisa en ce que les conduits de sortie(g) de l'étage final (V) débouchent dans la conduite (C) d'amenée d'air du carburateur en aval d'un coude réalisé sur celui-ci et situé selon une section de la dite conduite dans la zone interne du plus grand rayon et en ce que le rapport des sections entre tubulures d'amenées de gaz-et d'air est proche de F Si x est le meilleur x rapport air/gaz. II - Dispositif selon la revendication I caractérise en ce que la conduite d'amenée d'air comporte N branches disposées en évasure (exemple en Y pour N = 2) et en ce que les N branches sont pourvues chacune d'un coude et en ce que une fraction 1 des conduits d'arrivée de gaz aboutit dans chacune N des branches en aval des coudes dans la partie du plus grand rayon et de façon convergente vers le centre de la conduite unique de sortie vers laquelle converge les dites branches. III - Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérise en ce que les conduits sont disposés selon une section de la conduite d'air dans une surface inscrite entre une corde disposée au-delà du centre et l'arc de cercle correspondant. IV - Dispositif selon la revendication III caractérisé en ce que les conduits sont disposés en quinconce. V - Dispositif selon la revendication I à conduite d'amenée d'air unique caractérisé en ce que le papillon du carburateur est commandé de manière à basculer vers le bas lors de l'ouverture dans sa zone située sous les débouchés des conduits de gaz(). MI - Dispositif salon la revendication I caractérisé en ce que le rapport des sections en fonction du gaz utilisé est règlé par la mise en place sur la conduite d'amenée d'air réalisée en matériau souple extérieurement à celle-ci au niveau du débouché des conduits de gaz, d'un collier règlable.