Dispositif d'alimentation à carburateur pour moteur à combustion interne

Abstract

 Dispositif d'alimentation à carburateur pour moteur à combustion interne, comprenant un carburateur à papillon(s) (7) commandable(s) pour régler l'admission de mélange carburé dans un collecteur d'admission (2) pour plusieurs cylindres.
Ce carburateur (1) comporte un papillon auxiliaire (12) placé dans l'admission de chaque cylindre, ces papillons auxiliaires ayant une commande d'ensemble soumise à la commande du ou des papillons (7) de carburateur précités, pour obéir au même sens de manoeuvre.

Description

[0001] L'invention, due à la collaboration de Monsieur Jean-Pierre POUILLE se rapporte à un dispositif d'alimentation à carburateur pour moteur à combustion interne, visant en particulier à améliorer la carburation en décélération et la combustion aux charges partielles, dans tout cas d'alimentation par carburateur à papillon(s) commandable(s) servant à régler l'admission de mélange carburé dans un collecteur d'admission pour plusieurs cylindres.

[0002] Un des principaux problèmes de la carburation en décélération est celui de la vaporisation de l'essence liquide contenue dans le collecteur d'admission sous l'effet des fortes dépressions créées par la fermeture plus ou moins complète du ou des papillons du carburateur pendant que le moteur tourne à un régime élevé ou moyen. Ce phénomène crée tout d'abord un enrichissement excessif du mélange qui entre dans les cylindres, puis un assèchement du collecteur d'admission qui risque alors de provoquer un "trou" de richesse lors de la réouverture du ou des papillons, si l'on ne munit pas le carburateur d'un dispositif de "pompe de reprise" approprié.

[0003] Lors du fonctionnement aux charges partielles, et notamment aux faibles charges, une des principales difficultés pour réaliser une combustion stable réside dans le taux de dilution des gaz frais par les gaz d'échappement. Cette dilution est provoquée par la différence de pression entre celle régnant dans la chapelle d'échappement et celle régnant dans la chapelle d'admission pendant la période dite du "croisement" (c'est-à-dire au voisinage du point mort haut de fin d'échappement), période pendant laquelle les deux soupapes, d'admission et d'échappement, sont ouvertes simultanément.

[0004] Pendant cette période, les gaz d'échappement refluent dans la chambre de combustion (dont le volume est alors faible, puisque le piston est au voisinage du point mort haut) et sont aspirés par la dépression régnant dans la chapelle d'admission. Ce transfert se produit en général jusqu'à ce que la soupape d'échappement soit refermée. Les gaz d'échappement ainsi introduits dans la chapelle et le collecteur d'admission sont ensuite réaspirés pendant le temps d'admission, causant ainsi un taux de dilution élevé et une mauvaise `combustion. Ce phénomène est confirmé par le fait que l'on observe souvent, lorsque la combustion est instable, un cycle brûlant mal suivi aussitôt après d'un cycle brûlant bien. Dans ce cas, à la suite de la mauvaise combustion, les gaz introduits dans la chapelle et le collecteur d'échappement contiennent encore une grande proportion de mélange frais et c'est ce mélange qui "reflue" ensuite vers l'admission, de sorte que le cycle suivant bénéficie ainsi d'un taux de dilution plus faible.

[0005] On comprend qu'il est inhérent au principe même du moteur à allumage commandé, dans lequel la commande de couple s'effectue par vannage de l'admission, qu'il y ait aux charges partielles un taux de dilution plus élevé qu'à pleine charge. Mais il est souhaitable, un taux de dilution demeure aux charges partielles aussi constant que possible d'un cycle à l'autre.

[0006] La présente invention a pour objet un dispositif apportant une solution satisfaisante aux deux problèmes précités, et qui, dans une alimentation de moteur à carburateur à papillon(s) commandable(s) pour régler l'admission de mélange carburé dans un collecteur d'admission pour plusieurs cylindres, est essentiellement caractérisé en ce qu'il comporte un papillon auxiliaire placé dans l'admission de chaque cylindre, ces papillons auxiliaires ayant une commande d'ensemble soumise à la commande du ou des papillons de carburateur précités, pour obéir au même sens de manoeuvre.

[0007] On soustrait ainsi par ces papillons auxiliaires le collecteur aux fortes dépressions qu'il subirait en leur absence en cas de décélération commandée, en même temps que lesdits papillons auxiliaires contribuent à réduire le reflux des gaz d'échappement vers l'admission et à régulariser la carburation dans la zone critique des faibles charges, étant entendu que l'on aura intérêt à les placer à cet effet au plus près des soupapes d'admission du moteur, soit à chaque sortie du collecteur, soit même dans les chapelles d'admission correspondantes de la culasse.

[0008] On notera aussi comme un intérêt important de l'invention, qu'en garantissant un bon fonctionnement aux charges partielles du moteur jusque dans les cas de moteurs ayant une forte période de "croisement", elle peut alors avantageusement s'allier à l'amélioration des performances des moteurs à haut régime pouvant être obtenue ainsi qu'on le sait, par un "croisement" important favorable à un meilleur remplissage des cylindres.

[0009] Suivant une disposition préférée, le ou les papillons commandables du carburateur sont soumis à une commande unidirectionnelle à l'ouverture et solliciter à la fermeture par des moyens de rappel propres, ainsi que soumis, de manière connue en soi, à des organes amortisseurs de leur mouvement de retour en position de fermeture.

[0010] En outre, en prévoyant un rappel commun pour ladite commande unidirectionnelle et celle d'ensemble des papillons auxiliaires, ces derniers se refermeront ainsi avant le ou les papillons du carburateur, ce qui est encore plus favorable aux améliorations de carburation déjà exposées.

[0011] De plus, un tel dispositif se prête également à une amélioration de la carburation en phase d'accélération commandée, en intercalant une liaison élastique dans la tringlerie de commande du ou des papillons de carburateur et en prévoyant des moyens d'amortissement à l'ouverture du ou des papillons de façon à en retarder ou rendre progressive l'ouverture par rapport à celle des papillons auxiliaires. Une telle disposition permet, en cas d'enfoncement rapide de la pédale d'accélérateur, d'éviter une ouverture brutale du ou des papillons du carburateur s'accompagnant d'une arrivée d'air brutale donnant lieu, du fait de l'inertie relative de l'essence et de l'amoindrissement de la dépression dans le collecteur liée à l'ouverture du ou des papillons précités, à un mouillage des tubulures du collecteur, de sorte que la pompe ou dispositif de reprise équivalent du carburateur, qui doit habituellement être prévu pour provoquer un enrichissement supplémentaire en vue d'éviter un "trou" de richesse en ce cas, pourra remplir cette fonction par un moindre apport d'essence.

[0012] Plusieurs formes de réalisation de dispositifs d'alimentation à carburateur selon l'invention sont ci-après décrites, à titre d'exemples illustratifs de ce qui précède, et en référence au dessin annexé, dans lequel :

- la figure 1 est un schéma de principe d'une première forme de réalisation de l'invention ;

- la figure 2 est une vue schématique de dessus d'un moteur illustrative d'une implantation des papillons de carburateur et auxiliaires ;

- la figure 3 est un schéma de principe d'une seconde forme de réalisation de l'invention ;

- la figure 4 est un schéma de principe d'une autre forme de réalisation de l'invention.

[0013] Le dispositif d'alimentation de moteur illustré à l'aide des figures 1 et 2 comprend un carburateur schématisé en 1 et relié par un collecteur d'admission 2 aux chapelles d'admission 3 d'une culasse 4 de moteur, dont le bloc 5 comprend ici quatre cylindres.

[0014] Du carburateur on a figuré, en aval du diffuseur 6, le papillon des gaz 7 qui sert à régler l'admission de mélange carburé vers le moteur et qui est actionnable à distance par le conducteur à partir d'une pédale 8. Cette commande à distance comprend ici un levier 9 calé sur l'axe d'articulation du papillon et articulé en 10 avec une tringle 11 articulée à son autre extrémité avec la pédale 8.

[0015] Conformément à l'invention, ce dispositif comprend en outre, placé dans l'admission de chaque cylindre et ici a la sortie de chaque branche correspondante du collecteur 2, un papillon auxiliaire 12, ces papillons étant solidaires d'un axe d'articulation 13 commun à tous et sur lequel est calé un levier de commande 14 par ailleurs relié à la tringle 11, ici par une liaison à boutonnière 15 avec un doigt d'entralnement 16 solidaire de la tringle, de sorte que les papillons auxiliaires 12 obéissent au même sens de manoeuvre que celui donné au papillon des gaz 7 à l'aide de la pédale 8. Les papillons 7 et 12 sont normalement sollicités en leur position dite de fermeture par un ressort de rappel 17 agissant iti par traction sur le levier de commande 9 du papillon des gaz 7.

[0016] Ladite position de fermeture du papillon 7 est celle usuelle pour laquelle il laisse découverte une section de passage d'air suffisante pour assurer la marche du moteur au ralenti, le circuit usuel à gicleur de ralenti débouchant juste en aval du papillon 7 ayant été schématisé en 18.

[0017] Ladite position de fermeture des papillons auxiliaires 12 est celle pour laquelle ils laissent ensemble découverte une section de passage n'entravant pas la marche au ralenti, c'est-à-dire un peu supérieure à la somme de celle laissée découverte par le papillon 7 et de la section de passage du circuit de ralenti du carburateur.

[0018] La figure 3 se rapporte à une variante perfectionnée précédemment évoquée, dans laquelle on a conservé aux éléments inchangés les mêmes chiffres de référence, et dont les particularités seules seront ci-après décrites. Dans ce cas, la tringle lla est en coopération unidirectionnelle d'appui avec le levier de commande 9a du papillon 7, dans le sens d'ouverture de celui-ci, et un amortisseur à simple effet, désigné par 19 dans son ensemble, est relié au levier 9a pour amortir le mouvement de retour en position de fermeture du papillon 7. L'amortisseur 19 représenté est du type dash-pot à air comprenant un cylindre fixé sur le corps du carburateur par un support 20 et un piston relié par une biellette 21 au levier 9a, ainsi qu'un clapet à effet différentiel 22, normalement fermé par un ressort 23, et susceptible de découvrir au refoulement un passage d'air important au travers d'un orifice 24 qu'il présente.

[0019] Un tel amortisseur n'oppose ainsi qu'une faible résistance à la commande d'ouverture du papillon 7 par enfoncement de la pédale 8, mais au relâchement de cette dernière, il freine le rappel du papillon 7 en position de fermeture s'effectuant sous la seule force du ressort 17a.

[0020] Le levier de commande d'ensemble 14a des papillons auxiliaires 12 est ici articulé en 25 avec la tringle de commande lla et tous deux sont soumis à un ressort de rappel commun 26, dont l'effet sera donc de ramener en phase avec le relâchement de la pédale 8 les papillons auxiliaires 12 en position de fermeture, c'est-à-dire préalablement à la fermeture retardée du papillon 7, pour améliorer encore les conditions de carburation en ce cas, comme déjà exposé.

[0021] La figure 4 se rapporte à une variante visant une amélioration complémentaire de la carburation en phase d'accélération commandée, et à créer en ce cas, ainsi que déjà exposé, une ouverture retardée du papillon des gaz par rapport à celle des papillons auxiliaires. Là encore, on a conservé aux éléments inchangés les mêmes chiffres de référence.

[0022] Dans cet exemple, il est intercalé entre le levier de commande 9a du papillon 7 et la tringle de commande llb actionnée par la pédale d'accélérateur un poussoir à ressort 27 tandis qu'un amortisseur 19a à double effet est prévu, non seulement pour amortir comme dans le cas de la figure 3 le mouvement de retour en position de fermeture du papillon 7, mais aussi pour amortir son mouvement d'ouverture commandé. Cet amortisseur 19a est ici du type dash-pot à air, et son action à double effet est rendue différentielle, en ce qu'il comporte un orifice 24a de passage d'air restreint à l'aspiration, et un orifice supplémentaire 28 à clapet de non retour 29 (menmbrane souple) s'ouvrant seulement au refoulement à l'ouverture du papillon 7 est ici moindre que son amortissement à la fermeture.

[0023] On comprend donc qu'en cas d'enfoncement rapide ou brutal de la pédale d'accélérateur, on obtiendra comme souhaité, une ouverture relativement retardée du papillon 7 par rapport à celle des papillons auxiliaires 12, due au fait que le poussoir à ressort 27 cède temporairement en fonction de la résistance à l'ouverture du papillon 7 assurée par l'amortisseur 19a, étant entendu que le ressort du poussoir 27 est de force prépondérante par rapport à celle du ressort 17a destiné à rappeler le papillon 7 vers sa position de fermeture.

[0024] En cas d'enfoncement lent, de la position de la pédale d'accélérateur, le papillon 7 répondra de plus près à l'accroissement d'ouverture commandé, tandis qu'au relâchement de la pédale d'accélérateur, il aura alors comme dans le cas de la figure 3, une fermeture retardée, dépendant du ressort 17a et de l'amortisseur 19a, par rapport au mouvement de rappel conjoint de la pédale 8 et des papillons auxiliaires.

[0025] Cette variante pourrait aussi être utilisée pour ce qu'elle apporte en propre dans une réalisation telle que celle de la figure 1, c'est-à-dire alors avec adjonction d'un poussoir à ressort tel que 27 et d'un amortisseur à simple effet agissant à l'ouverture du papillon.

[0026] Dans tous les agencements décrits, la loi d'ouverture relative des papillons auxiliaires par rapport à celle du ou des papillons des gaz, pourra être déterminée expérimentalement pour chaque type de moteur en procédant à des essais comparatifs en charge partielle ainsi qu'en fonctionnement transitoire.

[0027] Ces agencements sont bien entendu applicables avec tout type de carburateur commun à plusieurs cylindres, et notamment ceux dits à deux corps ou multicorps.

[0028] Enfin de nombreuses variantes d'exécution peuvent être envisagées dans le cadre de principe des agencements décrits, sans pour autant sortir du domaine de la présente invention. En particulier, les amortisseurs peuvent être non seulement d'un type quelconque à air mais aussi être de type hydraulique, et incorporés au carburateur avec comme agent liquide l'essence contenue dans ce dernier.

Revendications

1'- Dispositif d'alimentation à carburateur pour moteur à combustion interne, à soupapes, comprenant un carburateur à papillon(s) comman- dable(s) pour régler l'admission de mélange carburé dans un collecteur d'admission pour plusieurs cylindres, caractérisé en ce qu'il comporte un papillon auxiliaire placé dans l'admission de chaque cylindre, ces papillons auxiliaires ayant une commande d'ensemble soumise à la commande du ou des papillons de carburateur précités, pour obéir au même sens de manoeuvre et laisser passage au mélange de ralenti en leur position de fermeture.

2^*- Dispositif d'alimentation à carburateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le ou les papillons de carburateur sont soumis à une commande unidirectionnelle à l'ouverture et sollicités à la fermeture par des moyens de rappel propres ainsi que soumis à des organes amortisseurs de leur mouvement de retour en position de fermeture.

3'- Dispositif d'alimentation à carburateur selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite commande unidirectionnelle est à rappel commun avec ladite commande d'ensemble des papillons auxiliaires.

4'- Dispositif d'alimentation à carburateur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte une liaison élastique intercalée dans la commande du ou des papillons de carburateur et des moyens d'amortissement à l'ouverture du ou de ces derniers, destinés à retarder leur ouverture par rapport à celle des papillons auxiliaires.

Dessins