Brevet FR2636096A1 — publié le 19900309

La présente invention concerne un dispositif de réchauffement destiné notamment à un élément d'un carburateur de moteur à combustion interne. Plus particulièrement, la présente invention concerne un dispositif de réchauffement de capsules de cire, installées dans des carburateurs de moteurs à combustion interne. Pendant la phase de démarrage à froid du moteur, on utilise généralement des dispositifs tels que les capsules de cire, qui permettent de piloter automatiquement les positions de la soupape et du papillon du carburateur, afin de déterminer un régime et une teneur de mélange optimaux. Afin d'accélérer leur temps de réaction aux variations de la température du moteur, ces dispositifs ont été munis de réchauffeurs auxiliaires adéquats, permettant de réduire sensiblement le délai de réponse des dispositifs mêmes. Bien que les normes précisant les limites du régime et de la teneur du mélange débité par le carburateur pendant la phase de mise en marche à froid soient de plus en plus nombreuses et sévères, les réchauffeurs auxiliaires exis tant sur le marché ne sont pas en mesure de fournir une puissance de réchauffage adaptée aux capsules de cire et permettant de commander les soupapes conformément à la loi la plus appropriée. L'objet de la présente invention est un dispositif de réchauffage pouvant être utilisé dans les buts cités plus haut et pouvant être programmé facilement, en fonction du type de capsule à chauffer et des résultats que l'on désire obtenir du point de vue du pilotage des soupapes. Par ailleurs, ce dispositif doit être relativement peu coûteux. Cet objet est atteint par la présente invention, dans la mesure où elle concerne un dispositif de réchauffage destiné à un élément d'un carburateur de moteur à combusion interne comprenant - une première résistance à coefficient de température positif, pouvant être installée à proximité de cet élément du carburateur afin de lui transmettre l'énergie thermique produite par effet Joule - une deuxième résistance à coefficient de température positif reliée en série à la première résistance - uncommutateur pouvant être commandé de façon à relier directement la première résistance au système d'alimentation électrique pendant le fonctionnement. La présente invention sera bien comprise lors de la description suivante faite en liaison avec les dessins cijoints dans lesquels la Figure 1 est un schéma électrique d'une première forme de réalisation d'un dispositif de réchauffage réalisé d'après la présente invention et illustré par un type d'application la Figure 2 est un schéma électrique d'une deuxième forme de réalisation d'un dispositif de réchauffage réalisé d'après la présente invention et illustré-par un type d'application les Figures 3, 4 et 5 concernent trois différents types de fonctionnement des dispositifs de réchauffage des Figures 1 et 2 la Figure 6 illustre un diagramme dans lequel figurent les variations de la puissance de réchauffage fournie par les dispositifs des Figures 1 et 2, selon les trois différents modes de fonctionnement cités ci-dessus. Si l'on se réfère en particulier à la Figure 1, la référence 10 indique un dispositif de réchauffage apte à fournir de l'énergie thermique à un élément 5 d'un carburateur (non représenté sur la Figure) d'un moteur à combustion interne (non représenté sur la Figure). L'élément 5 pourrait également comprendre une capsule de cire 6, installée dans un carburateur et dotée d'un organe mobile 7 commandé par la variation de volume de la cire contenue dans la capsule suite à la variation de la température de la capsule même. Selon la présente invention, le dispositif 10 comprend essentiellement - une première résistance il à coefficient de température positif pouvant être installée à proximité de l'élément 5 du carburateur afin de lui transmettre l'énergie thermique produite par effet Joule - une deuxième résistance 12 à coefficient de température positif reliée en série à la première résistance 11 - un commutateur 13 pouvant être commandé de façon à relier directement la première résistance il à l'alimentation électrique 14, pendant le fonctionnement. Les résistances li et 12 ont les caractéristiques suivantes - Ta, Tb : température de commutation et d'oscillation - Ra, Rb : résistance à 250C. Par ailleurs, la résistance 12 est logée à l'intérieur d'un conteneur 15, qui a pour but de contrôler la distribution dans le milieu extérieur del'énergie thermique produite par la résistance, de façon à faire coincider sa température avec la valeur Tb pour la température dans un délai dépendant du volu me du matériau de ce conteneur. Dans la Figure 1, le commutateur 13 comporte un contact électrique 16 relié en parallèle avec la résistance 12. La position ouverte ou fermée de ce contact 16 peut être sélectionnée au moyen d'un signal électrique présent à la borne 17 de pilotage. Le système d'alimentation 14 comprend une batterie d'accumulateurs (par exemple, la batterie du véhicule sur lequel se trouve le moteur en question). Il fournit une tension d'alimentation de type continu, de valeur E, et son pôle positif est relié à une borne 18,' connectée aux bornes de la résistance 12 et d'un contact du commutateur 13. La Figure 2 concerne un dispositif de réchauffage 20 identique au dispositif 10 décrit ci-dessus selon un deuxième mode de réalisation de l'invention. Les parties en commun ont les mêmes numéros de référence. La seule différence concerne la structure du commutateur 13 constitué dans ce dernier cas par un commutateur 27 à deux directions commandé au moyen d'un signal électrique présent å la borne 27. Le commutateur 27 a un contact en commun, relié à une borne de la résistance 11, et deux contacts de commutation : le premier est relié à une première borne de la résistance 12, le deuxième à la deuxième borne de la résistance 12 ainsi qu'à la borne 18. En Figures 3a, 4a et 5a, on a représenté trois schémas électriques simplifiés des dispositifs de réchauffage 10 et 20, obtenus en modifiant la position de marche du commutateur 13 ou les caractéristiques des résistances 11 et 12. De même, en figures 3b, 4b et 5b figurent trois digrammes tensioncourant (V-I) facilitant la compréhension du fonctionnement des dispositifs 10 et 20 en ce qui concerne les trois modes de fonctionnement correspondant aux Figures 3a, 4a et 5a. Enfin, la Figure 6 indique la puissance de chauffage (en fonction du temps t) de la résistance 11 au niveau de l'élément 5 pendant les trois modes de fonctionnement cités ci-dessus. Le fonctionnement des dispositifs 10 et 20 est décrit ci-après et illustré surtout par les Figures 3, 4, 5 et 6. MODE DE FONCTIONNEMENT 1 Dans ce mode de fonctionnement, la résistance 11 peut être reliée directement à la source d'alimentation 14, soit en maintenant le contact électrique 16 fermé (figure 1), soit en branchant le commutateur 26 sur la borne 18 (figure 2). Dans ces conditions (voir Figure 3), la résistance il est alimentee par l'alimentation 14 au maximum de sa tension (E). Elle peut donc produire une puissance de chauffage très élevée (voir également la courbe en trait continu de la Figure 6), dont la valeur est la suivante E2 p = Ea * La puissance indiquée ci-dessus est modulée dans le temps sous l'effet de la variation de la résistance 11. Cette modulation dépend par conséquent de la température de l'élément 6, ainsi que de la valeur de Ta. Si l'on considère le graphique de la Figure 3a, on en déduit que le point de travail de la résistance 11 pourrait par exemple se déplacer de PI à P2, en supposant que la valeur de la température de la résistance 11 augmente en passant de T1 à T2, et viceversa. MODE DE FONCTIONNEMENT 2 Dans ce mode de fonctionnement, illustré par les Figures 4 et 6, les résistances 11 et 12 sont reliées en série et l'on suppose que la résistance 12 atteint la température d'oscillation Tb avant la résistance 11. Par conséquent, on considère que cette dernière se comporte comme une résistance ordinaire. Dans ces conditions, la résistance li est alimentée dès le début à une valeur de la tension inférieure à E (point de travail P1 de la Figure 4b). La valeur de la puissance d'échauffement est donc inférieure à celle du cas examiné pré cédemment R P = E2 (Ra + Ra + + Rob)2 Pendant les premières phases de l'alimentation électrique des résistances li et 12, on constate également un échauffement progressif de l'intérieur du conteneur 15, jusqu'à ce que la température de la résistance 12 atteigne la valeur d'oscillation Tb.Ceci entraine un passage instantané du point de travail de P1 à P2 (figure 4b) et une augmentation considérable de la valeur de la résistance 12, une chute brutale de l'intensité du courant dans les résistances citées ci-dessus ainsi que de la tension Va aux bornes de la résistance 11. Bien entendu, la puissance de chauffage fournie par la résistance 11 est également sujette à une chute brutale (par exemple, elle passe de 10W à 1W en une minute), comme l'indique la ligne en trait mixte de la Figure 6. On peut régler le laps de temps (tl) qui doit s'écouler avant la commutation en sélectionnant a priori la valeur de la température Tb et la structure (par exemple le volume intérieur) du conteneur 15. Par la suite, la modulation de la puissance de chauffage produite par la résistance 11 est fonction de la valeur Tb et des caractéristiques structurelles du conteneur 15 (conformément aux spécifications ci-dessus). MODE DE FONCTIONNEMENT 3 Dans ce mode de fonctionnement, illustré par les figures 5 et 6, les résistances 11 et 12 sontreliées en-série et l'on suppose que la résistance Il atteint la température d'oscillation Ta avant la résistance 12. Par conséquent, on considère que cette dernière se comporte comme une résistance ordinaire. Les conditions initiales sont pratiquement identiques à celles qui ont été exposées dans le mode de fonctionnement 2 (même point de travail Pll. L'évolution est toutefois différente, puisqu'au moment où la résistance Il atteint la température d'oscillation Ta (instant t2 de la Figure 6), le point de travail se déplace à P2, ce qui entraîne une réduction considèrable de l'intensité du courant, ainsi qu'une augmentation de la tension en- tre les bornes de la résistance 11. Ces phénomènes sont dûs à une augmentation brutale de la résistance au point 11. La puissance de chauffage (ligne en tirets de la Figure 6) présente, même dans ce cas, une réduction à partir de l'instant t2. Cette réduction, toutefois, est plutôt réduite (P1 et P2, considérés comme points de travail de la résistance ll, sont situés sur des hyperboles de puissance égale). La maîtrise du temps de la puissance de chauffage après l'instant t2 dépend ensuite des caractéristiques des résistances 11 et 12. L'examen des caractéristiques des dispositifs réalisés selon la présente invention permet de constater qu'on obtient des avantages certains. En effet, ces dispositifs permettent de - choisir, en sélectionnant la valeur Ra, la puissance distribuée par la résistance 11 lorsqu'elle est alimentée uniquement par l'alimentation 14 (voir la relation (1) citée précédemment) - choisir, en sélectionnant la valeur Rb, la puissance distribuée par la résistance 11 lorsqu'elle est reliée en série à la résistance 12 (voir la relation (2) citée précédemment) - choisir, en sélectionnant la valeur Tb et les caractéristiques du conteneur 15, le temps t2 de modulation de la puissance distribuée par la résistance Il - choisir le paramètre qui détermine la commande du commutateur 13. Le choix de la valeur -Ta devra tenir compte des exigences de modulation de la puissance de chauffage dans le MODE 1 de fonctionnement. En général, la valeur Ta devra également être choisie de façon à éviter le fonctionnement du dispositif selon le MODE 3 décrit plus haut. Les possibilités de régulation des dispositifs réalisés selon la présente invention sont donc multiples et peu coûteuses, dans la mesure où elles n'exigent que deux résistances à coefficient de température positif et des commutateurs convenablement reliés et commandés. Des essais pratiques ont révélé que les dispositifs cités ci-dessus permettent de chauffer la capsule de cire 5 du carburateur de façon tout-à-fait satisfaisante et garantissent une conduite agréable pendant la phase de montée en température du moteur. Enfin, il est évident que des modifications peuvent être apportées aux dispositifs 10 et 20 décrits précédemment sans que cela soit en contradiction avec la présente invention. Les dispositifs 10 et 20 peuvent être utilisés -pour chauffer tout élément d'un carburateur, comme par exemple une capsule munie d'un ressort bimétallique et d'un organe mobile, dont le déplacement est commandé par le ressort en question, sous l'effet d'une variation de l'énergie thermique provoquée par la résistance 1l au niveau de la capsule. REVENDICATIONS 1. Dispositif de chauffage destiné à un élément de carburateur d'un moteur à combustion interne, caractérisé en ce qu'il comprend - une première résistance (11) à coefficient de température positif pouvant être instalée à proximité de l'élément (5) du carburateur afin de lui transmettre l'énergie thermique produite par effet Joule - une deuxième résistance (12) à coefficient de température positif reliée en série à la premiere résistance (11) - un commutateur (13) pouvant être commandé de façon à relier directement la première résistance (11) à l'alimentation électrique (14), pendant le fonctionnement. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le commutateur (13) comprend un contact électrique (16) monté en parallèle avec la deuxième résistance (12). 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le commutateur (13) est un commutateur (26) à deux directions muni d'un contact commun relié à la première résistance (île, ainsi que ie premier et deuxième contacts de commutation reliés à la deuxième résistance (12) et à l'alimentation électrique (14). 4. Dispositif selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que le contact électrique (16) et/ou le commutateur (26) sont munis d'une borne de commande (17, 27) qui reçoit, pendant le fonctionnement, des signaux de commande de position. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un élément de conditionnement (15) de la caractéristique tensioncourant de la deuxième résistance (12). 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'élément de conditionnement (1S) est constitué d'un conteneur (15) à l'intérieur duquel se trouve une résistance (12). 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément (5) du carburateur est constitué essentiellement d'une capsule de cire (6) munie d'un organe mobile (7), dont le déplacement est commandé par la variation du volume de la cire contenue dans ladite capsule (6) sous l'effet d'une variation correspondante de l'énergie thermique fournie à la capsule (6) par la première résistance. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'élément (5) du carburateur est essentiellement constitué d'une capsule à ressort bimétallique munie d'un organe mobile, dont le déplacement est commandé par le jeu du ressort sous l'effet d'une variation correspondante de l'énergie thermique fournie à la capsule par la première résistance (11).