Brevet FR2619416A1 — publié le 19890217

La présente invention concerne les systèmes de carburation pour moteurs à combustion. Ces systèmes sont notamment utilisés pour les moteurs dits à "bicarburation", c'est à dire pouvant être alimentés indifféremment par de l'essence ou des gaz de pétrole liquéfiés (GPL) comme carburant, mais ces systèmes sont aussi proposés pour des moteurs.alimentés exclusivement par de l'essence ou part des GPL. Dans un premier mode de carburation, on utilise un venturi, qui peut être celui du carburateur d'essence ou celui d'un adaptateur placé entre le filtre à air et le carburateur, qui va aspirer une quantité de carburant proportionnelle au débit d'air dans la tubulure d'admission (c'est-à-dire celle reliant le filtre à air au collecteur d'admission du moteur), tubulure sur laquelle sont interposés le carburateur à essence et/ou les moyens d'admission de GPL. Ce système de carburation ne fonctionne cependant correctement que sur une plage étroite de variation des paramètres de fonctionnement, et il est en outre très sensible à l'encrassement du filtre à air, à l'usure du moteur et/ou aux dérives des réglages. C'est pourquoi, dans les systèmes de carburation les plus récents, on utilise un second type de carburation - auquel appartient la présente invention - dit à injection indirecte de carburant", qui permet de maîtriser parfaitement le rapport air/carburant, en ne présentant pas les inconvénients des systèmes de carburation à venturi. Le carburant peut être un GPL, injecté en phase gazeuse, ou de l'essence, injectée en phase liquide sous forme de brume fine pulvérisée. A cet effet, dans ce second type de carburation, on mesure le débit d'air (ou un paramètre qui lui est lié) et l'information obtenue permet de commander un régulateur qui lui-même commandera l'élément doseur de carburant consistant en un injecteur placé entre le filtre à air et le collecteur d'admission du moteur (le débitmètre étant placé en amont de cet injecteur). Généralement, la mesure du débit d'air est faite directement par un débitmètre à volet mobile entraînant le déplacement mécanique d'une pièce de l'injecteur. On trouvera des exemples d'un tel système de régulation par exemple dans les EP-A-135 856, EP-A-155 538 et US-A-4 509 479. En variante, le débitmètre peut fournir un signal électrique qui, par l'intermédiaire d'un régulateur électronique approprié, commandera un injecteur électromécanique à solénoïde (voir par exemple le GB-A-2 136 499). Malgré leur avantage en ce qui concerne l'excellent dosage air/carburant, les carburateurs à injection indirecte utilisant un débitmètre à volet présentent l'inconvénient majeur d'un risque de détérioration grave en cas de retour de flamme à l'admission. Il arrive en effet que, dans certaines situations extrêmes de fonctionnement ou en cas de déréglage, le mélange combustible air/carburant situé dans le circuit d'admission s'enflamme. I1 en résulte une onde de pression de forte intensité dirigée à contre-courant -ctest-à-dire de l'aval (collecteur d'admission) vers l'amont (filtre à air) provoquant une fermeture brusque du volet et un choc brutal de celui-ci contre sa butée de fermeture (correspondant au réglage de ralenti, où le volet occulte presque complètement la tubulure). Dans les systèmes utilisant des débitmètres à volet, les dégâts occasionnés peuvent être importants, le volet étant en effet si violemment déplacé par l'onde de choc de l'explosion qu'il se déforme ou se casse en venant frapper contre sa butée. Au contraire, dans les systèmes traditionnels à venturi, les dégâts occasionnés sont moindres et moins fréquents, les déflagrations ne concernant que le système de mélange des gaz puisque l'onde de choc est arrêtée généralement dans les venturis mêmes, la contrepression qui s'y trouve exercée par l'air et le carburant se mélangeant à grande vitesse étant plus élevée que celle dans les débitmètres. Dans des cas exceptionnels, le papillon des gaz est détruit ou le filtre à air est endommagé, ce qui toutefois n'empêche pas le moteur de continuer à fonctionnner : en conséquence, dans un système traditionnel à venturi, la plupart des conducteurs ne s'aperçoivent même pas que des retours de flamme ont lieu. Cette sensibilité aux retours de flamme constitue un grave inconvénient des systèmes de carburation à injection indirecte à débitmètre à volet ; de surcroît, les retours de flamme sont plus fréquents lorsqu'on utilise des systèmes d'allumage électronique, que l'on rencontre aujourd'hui de plus en plus souvent. Il a été proposé, pour pallier cet inconvénient, de prévoir une trappe d'expansion placée dans l'une des parois latérales du débitmètre. On constate cependant, généralement, qu'après quelques déflagrations seulement le volet du débitmètre finit néanmoins par se casser, la trappe étant toujours en place. En effet, en raison du mode de propagation de 1' de de choc qui se déplace essentiellement dans la direction de l'axe du débitmètre, la position latérale de la trappe d'expansion fait en sorte que cette dernière ne s'ouvre pas ou ne s' ouvre qu'insuffisamment, l' l'onde de choc venant essentiellement frapper les obstacles placés axialement, avec un effet radial très faible. L'invention a pour objet de pallier ces différents inconvénients, en proposant un volet de débitmètre permettant de protéger le système contre les détériorations causées par les retours de flamme, sans pour autant perturber le fonctionnement normal du débitmètre et de l'ensemble du système de carburation en général. A cet effet, selon la présente invention, le volet du débitmètre est un volet rigide pourvu de perforations recouvertes par des moyens d'occultation propres à - occulter les perforations en régime normal de fonctionnement lorsque la pression amont est supérieure à la pression aval dans la tubulure, de sorte que le volet réagisse à la pression dynamique de la même manière qu'un volet plein, et - s'effacer en cas de contre-pression dans la tubulure d'admission, notamment de contre-pression due à un retour de flamme, de manière à permettre le passage de l'onde de pression correspondante sans endommagement du volet, même si celui-ci se trouve à sa position de butée correspondant à son ouverture minimale. Selon d'autre caractéristiques avantageuses de l'invention - les moyens d'occultation comprennent une plaque de matériau souple appliquée contre la face du volet située du côté amont de la tubulure - la plaque souple et le volet sont solidarisés au voisinage de l'axe de pivotement du volet - le matériau souple est un élastomère. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront à la lecture de la description détaillée ci-dessous d'un mode de réalisation, faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels - la figure 1 montre, en perspective, une vue d'ensemble d'un système injecteur-débitmètre de carburateur à injection indirecte de carburant, par exemple à injection indirecte de GPL, - la figure 2 est une vue éclatée, en perspective, du volet de débitmètre selon l'invention, - les figures 3 et 4 montrent l'action de ce volet, respectivement en fonctionnement normal et en cas de contre-pression provoquée par un retour de flamme. Sur la figure 1, la référence 1 désigne, de façon générale, l'ensemble débitmètre-injecteur installé sur la tubulure d'admission, avec l'entrée 2 reliée au filtre à air et la sortie 3 au collecteur d'admission du moteur via le papillon de gaz. Ce débitmètre, dont la structure correspond, pour l'essentiel, à celle des EP-A-135 856 et EP-A-155 538 précités, comprend un volet mobile 100 s'ouvrant sous la pression dynamique de l'air aspiré par le moteur. Ce volet 100 pivote autour d'un axe 4, et il est sollicité élastiquement par un ressort spiral 5 qui tend à le repousser vers sa position de fermeture. Une came 6, solidaire de l'axe 4, vient déplacer un piston à section variable 7 par l'intermédiaire d'un galet 8 coopérant avec la came et d'un ressort de rappel 9 venant presser le galet 8 contre la came 6. Le piston 7 se déplace dans une buse conique 10 dont l'entrée 11 est reliée au vaporisateur-détendeur alimenté en GPL liquide. L'espace annulaire, variable, entre le piston 7 et la buse 10 conditionne le débit du gaz vers les conduites de sortie 12 débouchant en aval du débitmètre dans la tubulure d'admission, généralement à proximité du carburateur d'essence et légèrement en amont de celui-ci. Un verrouillage à cliquet, représenté schématiquement en 13, permet de maintenir le volet du débitmètre en permanence en position ouverte lorsque l'on fonctionne avec de l'essence comme carburant en remplacement du GPL ; ce verrouillage peut être commandé aussi bien électromagnétiquement que pneumatiquement. Enfin, une butée 15, située à l'extrémité d'une vis de réglage 14, permet d'ajuster la position de fermeture du volet et son ouverture minimale, correspondant au réglage du ralenti ; la vis 14, après réglage, est maintenue par un système à écrou 16 monté sur une bride 17 solidaire du corps du débitmètre. Conformément à la présente invention, le volet 100 présente la structure illustrée figure 2. Ce volet 100 est constitué de deux pièces 110, 120, à savoir une pièce rigide 110 montée sur l'axe 4, en alliage léger, par exemple en aluminium ou en magnésium ; cette pièce rigide 110 est comparable à un volet de débitmètre classique, à l'exception d'évidements traversants 111 pratiqués à sa surface. La seconde partie 120 est réalisée en matière souple, de préférence en un élastomère, et est appliquée contre la partie rigide 110 sur la face amont de celle-ci (c'est-à-dire la face dirigée vers le filtre à air). La partie 120 en élastomère est fixée à la partie 110 par son extrémité 121 proche de l'axe 4, par exemple au moyen de rivets introduits dans des orifices 112, 122 homologues des deux pièces ou, de préférence, par collage.L'extrémité opposée 123 est laissée libre de sorte que, en l'absence de sollitation anormale, la partie souple 120 vient entièrement occulter les évidements 111, permettant au volet de fonctionner à la manière d'un volet classique. On notera que, du fait de l'allègement procuré par les évidements 111, le poids, et donc l'inertie, du volet selon l'invention constitué des deux pièces 110, 120 ne sont pas supérieurs à ceux d'un volet classique ne comprenant qu'un seul élément rigide plein. Les figures 3 et 4 expliquent le fonctionnement de ce volet. En fonctionnement normal (figure 3), la rigidité propre et/ou l'effet de la pression d'admission viennent plaquer la partie souple 120 contre la partie rigide 110, occultant les évidements 111. Le volet 100 s'ouvre alors d'un angle a par rapport à sa position d'ouverture mi ale, cet angle a variant en fonction du débit d'air admis. Ce fonctionnement est en tous points comparable à celui d'un volet de débitmètre classique. En revanche, en cas de contre-pression consécutive à un retour de flamme (figure 4), l'extrémité libre 123 de la partie mobile 120 va s'effacer sous l'effet de la contre-pression, dégageant ainsi les évidements 111 qui pourront laisser passer l'onde de choc sans endommagement du volet, car la surface totale d'ouverture de ces évidements est très supérieure à la surface correspondant à l'ouverture minimale 113 du volet (puisque le volet, du fait de la contre-pression, est repoussé en butée contre cette position d'ouverture minimale). Une série d'essais effectués a révélé, même après une série de retours de flamme répétés, une absence totale de détérioration du débitmètre et des autres organes du moteur, sans pour autant que le fonctionnement normal du moteur ne soit affecté par l'adjonction de la pièce souple. REVENDICATIONS 1. Un volet de débitmètre pour un système de carburation de moteur à combustion du type à injection indirecte du carburant, dans lequel un doseur de carburant est commandé en fonction d'une mesure du débit d'air dans la tubulure d'admission, cette mesure étant effectuée au moyen d'un volet mobile (100) chargé par ressort (5) de manière à s'ouvrir proportionnellement à la pression dynamique de l'air aspiré dans cette tubulure et commandant un organe (6-11) de régulation du doseur de carburant, caractérisé en ce que ce volet (100) est un volet rigide (110) pourvu de perforations (111) recouvertes par des moyens d'occultation (120) propres à - occulter les perforations en régime normal de fonctionnement lorsque la pression amont est supérieure à la pression aval dans la tubulure, de sorte que le volet réagisse à la pression dynamique de la même manière qu'un volet plein, et - s'effacer en cas de contre-pression dans la tubulure d'admission, notamment de contre-pression due à un retour de flamme, de manière à permettre le passage de l'onde de pression correspondante sans endommagement du volet, même si celui-ci se trouve à sa position de butée correspondant à son ouverture minimale. 2. Le volet de la revendication 1, dans lequel les moyens d'occultation (120) comprennent une plaque de matériau souple appliquée contre la face du volet située du côté amont de la tubulure. 3. Le volet de la revendication 2, dans lequel la plaque souple et le volet sont solidarisés au voisinage de l'axe de pivotement du volet. 4. Le volet de la revendication 2, dans lequel le matériau souple est un élastomère. 5. Un débitmètre à volet pour un système de carburation de moteur à combustion du type à injection indirecte du carburant, caractérisé en ce qu'il est pouvu d'un volet selon l'une des revendications 1 à 4. 6. Un système de carburation de moteur à combustion du type à injection indirecte de GPL, caractérisé en ce que l'injection du GPL y est régulée par un débitmètre à volet pourvu d'un volet selon l'une des revendications 1 à 4. 7. Un système de carburation de moteur à combustion du type à injection indirecte d'essence, caractérisé en ce que l'injection de l'essence y est régulée par un débitmètre à volet pourvu d'un volet selon l'une des revendications 1 à 4.