Brevet FR2689577A1 — publié le 19931008

DESCRIPTION Dispositif pour augmenter le débit d'un fluide sur un circuit à l'air libre, notamment sur les moteurs à combustion interne. PREAMBULE FIGURE (1) Principe : Si étant à l'air libre, une veine fluide (4) est dirigée dans un tube (3) sur un convergent (1), le fluide est comprimé en (5), détendu en (6). La dépression en (6) engendre un afflux supplémentaire d'air en (7) donc une augmentation de débit en (8) dans l'entrée du collecteur (2) placé à une distance (d) de la sortie du convergent (1). Que la veine fluide (4) soit aspirée ou comprimée, le résultat est toujours le même, le débit en (8) est augmenté. Description : Le convergent est réalisé par un cône tronqué, circulai re ou elliptique, présentant un angle au sommet (A) limité à ses extrémités par un grand orifice d'entrée de diamètre (D.e) de section (S.e) et par un petit orifice de sortie de diamètre (Ds) et de section (S.s). Les sections (S.e) et (Ss) sont situées à une distance(H) La distance (d) sépare la section (Ss)du plan d'entrée du collecteur (2). Avantages : En augmentant la quantité d'air admis sur les moteurs à combustion interne, tant sur le circuit d'aspiration, que sur le circuit d'échappement; ce dispositif offre de nombreux avantages, tels : augmenter la puissancepar conséquent la vitesse, réduire la consommation de carburant, réduire la pollution. VARIANTE de l'invention sur le :cirouit d'aspiration. La présente invention concerne un dispositif pour augmenter la quantité d'air admis sur le circuit d'aspiration. Sur un moteur à combustion interne; la puissance est fonction du mélange air carburant introduit dans la chambre de combustion. Or, il est bien connu que, sur un moteur donné, on obtient une puissance plus grande de sortie, si au lieu de l'alimenter normalement, on introduit d'avantage d'air dans les cylindres. D'où l'adjonction de différents artifices, tels - les compresseurs de suralimentation en tous genres, - les culasses à trois et quatre soupapes par cylindre. Toutes ces solutions nécessitent des mécanismes en mouvement, coûteux à la fabrication à l'entretien et consommateurs d'énergie supplémentaire. But de l'Invention Le dispositif de convergent de la présente invention, a pour objet de remédier précisément à ces inconvénients et offre les avantages suivants I1 permet, en effet de - augmenter la masse d'air aspiré, donc la puissance, - réduire la consommation de carburant, - diminuer la pollution. Description de fonctionnement du convergent sur le circuit d' aspiration Figure 2. Le dispositif d'après l'invention, comporte selon sa caractéristique fondamentale d'insuffler une quantité supplémentaire d'air, à l'aspiration, dans un moteur à combustion interne. Cela consiste à placer (comme exposé dans le préambule...) un convergent d'aspiration (1) à l!entrée d'aspiration (2) d'un carburateur à simple corps (10) muni de son papillon d'accélération (11) de diamètre (Dp) et de section (Sp). Dès que le moteur tourne, lors de l'accélération, l'aspiration d'air augmente. L 'air extérieur aspiré est introduit en (4) dans le convergent (1), comprimé en (5), détendu en (6). La dépression créée en (6) engendre en (7) une quantité supplémentaire d'air aspiré en (8)et en même temps une turbulence plus importante du mélange, air-carburant, qui devient plus inflammable. Au début de l'accélération, le moteur tourne à sa vitesse normale, puis dès qu'il dépasse le régime de ralenti, plus l'accélération augmente plus l'effet du convergent devient efficace La vitesse du moteur s'accélère d'elle-même, il faut donc réduire l'action sur la pédale d' accélérateur. Pour obtenir ces résultats de nombreuses réalisations ont été testées en fonction des différents paramètres, qui seront traités ultérieurement. A titre d'exemple Sur une voiture de tourisme, à moteur à explosion, de deux litres de cylindrée, il a été monté deux convergents sur le carburateur à double corps. Sur des circuits routiers identiques, les performances suivantes ont été obtenues - réduction de la consommation d'essence de l'ordre de 15 %, - augmentation de la vitesse, voiture plus nerveuse à l'accélération, - amélioration de la carburation, donc réduction de la pollution. Le convergent était fabriqué en tôle d'acier de quatre dixièmes d' épaisseur. Mais pour l'invention, il peut être réalisé dans tous les matériaux habituellement utilisés sur ces différents circuits tôles, pièces coulées, ou autres sans restriction. Caractéristiques techniques du convergent d'aspiration Figure 1 5 degrés -rA A6O degrés 0,15 Dp c d du0,8 Dp H ~ 0,3 De, 0,3 Sp L Ss c 2 Sp La distance (d) entre l'orifice de sortie du convergent et l'orifice d'entrée du circuit (2) peut être variable. De même que les autres paramètres A et H peuvent également être variables et en corrélation entre eux, selon des objectifs bien définis tels que vitesse ou économie de carburant ou autres. La figure (4) est un exemple de fixation du convergent(l) suspendu à trois pattes fixés à la calotte du filtre à air (13) La figure (5) est un autre exemple de fixation sur carburateur simple corps. Le convergent (1) présenté au dessus de l'entrée du carburateur (2) est maintenu par une nervure (10) soudée sur une potence (11) supportée par un socle (12) inclus dans la fabrication du carburateur Les figures (4) et (5) sont à titre indicatif. Les mêmes techniques de positionnement des convergents pourraient être appliquées sur un carburateur à double corps pourvu que la distance (d) soit respectée. Les axes de convergent pourront être inclinés dans le cas ae carburateur multicorps. Selon une variante, la présente invention peut être appliquée sur le circuit des gaz d'échappement. Elle concerne alors un dispositif pour augmenter le débit d'air sur un circuit donné Elle trouve notamment son application sur le circuit des gaz d'échappement pour en réduire la pollution, sur les véhicules à moteur à combustion interne notamment. La réduction de la pollution est traditionnellement réalisée par l'adjonction de pot catalytique sur le circuit d'échappement l'objectif étant d'empêcher la diffusion dans l'atmosphère, des particules nocives de carburant non brûlé. Ce dispositif est onéreux: à l'achat, à l'installation, et la consommation de carburant-est augmentée et son efficacité est limitée dans le temps. Le dispositif selon l'invention, permet de remédier à ces inconvénients en créant une post-combustion (FIG 3) dans le tuyau (2); suivant le convergent (1) par une adjonction d'air frais. Ce dispositif peu coûteux et définitif est particulièrement destiné à réduire la pollution, sans toutefois réduire sensiblement la puissance disponible. Description de fonctiaxwsEnt- du convergent sur le circuit d'échappement Le dispositif d'après l'invention permet selon sa caractéristique fondamentale d'insuffler une quantité supplémentaire d'air, sur le circuit des gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne. Cela consiste (FIG.6) à souder un convergent (1) objet de l'invention, sur le tuyau (3) après le dernier pot d'échappement (15) devant l'entrée du tuyau de sortie (2). Toutefois, le convergent peut être placé après le collecteur ou entre ces deux positions. Dès que le moteur tourne (FIG 3), les gaz d'échappement venant de (3) sont expulsés en (4) comprimés en (5), détendus en (6). La dépressicn créée en (6) engendre un afflux supplémentaire d'air frais en (7) qui aide la combustion de gaz très chauds, encore chargés de carburant en (8) dans le tuyau de sortie (2) de longueur (L) et de diamètre Dc. D'où l'avantage d'une post-combustion, donc réduction de la pollution La figure (7) présente le convergent monté après le collecteur d' échappement qui pourrait répondre à de nouveaux critères envisageables telle la compétition par exemple. Caractéristiques techniques du convergent d'échappement (FIG 3) 5 L A -- 30 degrés 0,15 De -~ d c De H 1, 0,3 De Dc 1~ De L > = 3 De Conclusion L'invention concerne un dispositif capable d'augmenter la quantité d'air aspiré ou soufflé sur un circuit donné, par effet aérodynamique, sans aucune pièce en mouvement. Elle trouve notamment son application sur les circuits d'aspiration et sur les circuits des gaz d'échappement des moteurs à combustion interne, entre autres. Ce dispositif placé sur le circuit d'aspiration d'air permet une augmentation de puissance, donc de vitesse, une réduction de la consommation de carburant et une réduction de pollution. De même sur le circuit des gaz d'échappement, on obtient une réduction de la pollution, sans altérer sensiblement la puissance du moteur. Il reste bien entendu que l'invention n'est pas limitée aux études présentées dans cet exposé, mais peut s'adapter à toutes sortes de problèmes traitant des fluides dans les conditions précitées, et couvre au contraire toutes les variantes qui pourraient en découler. REVENDICATIONS 1- Dispositif capable d'augmenter le débit d'une veine fluide sur un circuit à l'air libre, carac térisé en ce qu'il comporte (FIG. 1), l'adjonction d'un convergent (1) placé à une distance (d) de l'entrée d'un circuit (2). 2- Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que, (FIG.l) la veine fluide (air ou gaz) circulant ( en (4), comprimée (en (5), détendue(en (6), engendre (en (7) un flux supplémentaire d'air extérieur, qui augmente la turbulence et le débit (en (8). 3- Dispositif selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il comporte (FIG. 1) un convergent (1) réalisé par un cône tronqué, circulaire ou elliptique présentant un angle au sommet (A), limité à ses deux extrémités par un grand orifice d'entrée (de diamètre (De) , de section (Se) , un orifice plus petit de sortie (de diamètre (Ds), de section (Ss). Les sections (Se) et (Ss) des orifices d'entrée et de sortie situées à une distance (H) rune de l'autre. 4- Dispositif selon les revendications 1,2 et 3 caractérisé (FIG.I) en ce que la distance (d) entre l'orifice de sortie du convergent et l'orifice d'entrée du circuit (2) peut être variable. De même que les autres paramètres A et H peuvent également être variables et en corréIation entre eux, selon des objectifs bien définis tels que vitesse ou économie de carburant ou autres. 5- Dispositif selon l'ensemble des revendications 1, 2,3 et 4 caractérisé par les valeurs suivantes des différents paramètres (FIG.2) pour un montage sur un "CIRCUIT D'ASPIRA TION". -I'angle (A) au sommet du cône du convergent est compris entre 5 et 60 degrés -la distance (d) est comprise entre 0,15 et 0,8 du diamètre du papillon (Dp repère 11) de sortie des gaz dans le carburateur -la section (Ss) du petit orifice de sortie du convergent (1) est comprise entre 0,3 et 2 de la section du papillon (Sp repère 11) de l'orifice de sortie des gaz dans le carburateur -la hauteur (H) du cône tronqué du convergent doit être supérieure ou égale à 0,3 du diamètre d'entrée (De) du grand orifice d'entrée du convergent (1). 6- Dispositif selon les revendications 1,2,3,4, et 5 précédentes, dans lecas d'un carburateur multicorps, caractérisé en ce que les axes des convergents peuvent être inclinés par rapport à l'axe vertical d'aspiration du carburateur. 7- Dispositif selon l'ensemble des revendications précédentes, caractérisé en ce que le positionnement (FIG.4) du convergent (1) au-dessus d'un carburateur (2) est réalisé par des pattes(l4) soudées au convergent et à la calotte (13) du filtre à air, ou une potence à nervure (FIG.5) supportant le convergent Cette technologie pourrait être extrapolée, en variantes (non illustrées), pour le positionnement de convergent sur carburateurs à plusieurs corps. 8- Dispositif selon les revendications 1,2,3 et 4 caractérisé en ce qu' il comporte (FIG. 3 et 6) un convergent (1) fixé sur le tuyau d'échappement (3) (de diamètre De) après le dernier pot d'échappement (15) sur un moteur à combustion interne 9- Dispositif selon l'ensemble des revendications 1,2,3 et 4 caractérisé par les valeurs suivantes des différents paramètres (FIG.3) pour un montage sur un "CIRCCUlT D'ECHAPPE MENT". -l'angle (A) au sommet du cône tronqué du convergent est compris entre 5 et 30 degrés -la distance (d) est comprise entre 0,15 et 0,8 du diamètre (De) du tuyau d'échappement -la hauteur (H) du convergent doit être supérieure à 0,3 du du diamètre (De) du tuyau d'échappement -le diamètre collecteur (Dc) après le convergent doit être supérieur ou égal au diamètre (De) du tuyau d'échappement -la longueur (L) du collecteur d'échappement doit être supérieure ou égale à 3 fois le diamètre (De) 10- Dispositif selon les revendications 1,2,3,4 et 9 caractérisé en ce que le convergent peut être monté sur le circuit d'échappement après le dernier pot(FIG.6) ou après le collecteur (FIG.7) ou entre ces deux positions.