EP0019512B1 - Carburateur avec moyens de correction de la richesse du mélange en fonction de l'amplitude des pulsations - Google Patents

Carburateur avec moyens de correction de la richesse du mélange en fonction de l'amplitude des pulsations Download PDF

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EP0019512B1
EP0019512B1 EP80400580A EP80400580A EP0019512B1 EP 0019512 B1 EP0019512 B1 EP 0019512B1 EP 80400580 A EP80400580 A EP 80400580A EP 80400580 A EP80400580 A EP 80400580A EP 0019512 B1 EP0019512 B1 EP 0019512B1
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carburetor
fuel
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air
well
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Michael Pontoppidan
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Societe Industrielle de Brevets et dEtudes SIBE
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M7/00—Carburettors with means for influencing, e.g. enriching or keeping constant, fuel/air ratio of charge under varying conditions
    • F02M7/23—Fuel aerating devices
    • F02M7/24—Controlling flow of aerating air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M19/00—Details, component parts, or accessories of carburettors, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M1/00 - F02M17/00
    • F02M19/06—Other details of fuel conduits

Definitions

  • the present invention relates to carburetors for internal combustion engines of the type which include a fuel spouting system opening into the intake duct and comprising an emulsion well supplied with air and fuel and a correcting device intended for correct the richness of the air / fuel mixture supplied to the engine as a function of the amplitude of the alternating pressure component which appears in the intake duct, the suction by the engine cylinders, which takes place in a pulsed manner .
  • FR-A-2 355 170 describes a carburetor in which the correcting device modulates the gas pressure prevailing above the fuel as a function of the alternating component of the pressure applied to it.
  • This device if it gives satisfactory results, is often costly to implement in practice; in particular, the embodiment given by way of example requires a system of valves making it possible to subject a membrane to a differential pressure which is a function of the alternating component of the pressure in the intake duct.
  • the present invention aims to provide a carburetor provided with a device which meets the requirements of practice better than those previously known, in particular in that the device is economical and provides a correction which can be easily adapted to the requirements of the different types of engines.
  • the correcting device comprises a single movable wall delimiting a chamber communicating directly with the emulsion well and to which the pulsations in the intake duct are applied via an element d attenuation, so that the correcting device acts on the pressure prevailing in the emulsion well in the direction of increasing or decreasing the alternating component of the pressure communicated to it from the outlet of the spouting system, depending on whether the acoustic adaptation of the carburetor-manifold assembly tends to produce an excessive or too low richness of the mixture at high engine loads.
  • the movable wall such as a membrane, separates a cavity into a chamber communicating with the emulsion wells and another chamber connected to the venturi of the carburetor by a conduit, which can be provided with a capillary passage of small section.
  • a conduit which can be provided with a capillary passage of small section.
  • said chamber constitutes a damping capacity separated from the fuel emulsion tube placed in the emulsion well by a calibrated orifice for ventilating the well, capacity communicating with the air inlet of the carburetor by a calibrated passage separated from the atmosphere by a deformable wall or by a rigid wall.
  • This capacity tends to dampen the pulses transmitted to the fuel jet system of the carburetor; all other things being equal, this arrangement avoids a depletion of the mixture supplied to the engine.
  • the inverted carburetor shown in FIG. 1 comprises an intake duct 1 provided with a throttling member 2, constituted by a throttle wedged on an axis 3 actuable by the driver.
  • the duct is provided with an air inlet 4 protected by an air filter (not shown) and with a main venturi 5 into which opens a main spouting system of air / fuel emulsion, supplied with fuel by a tank 6 at constant level.
  • the tank 6 contains a float 7 actuating a fuel inlet needle (not shown) so as to maintain the free surface of the fuel permanently at approximately level N.
  • the main spouting system shown comprises: an emulsion well 8 supplied with fuel by the tank 6, via a main nozzle 9; an emulsion tube 13, provided in its lower part with perforations 10, plunging into the well 8 to take fuel there and mix it with emulsion air coming from the air inlet 4 of the carburetor and arriving in a channel provided with a calibrated ventilation opening 12; and a channel 14 withdrawing the air-fuel mixture from the upper part of the well 8 and leading it to the interior of a secondary venturi 15 from where it opens into the intake duct in the vicinity of the neck of the main venturi 5.
  • the invention uses the fact that the pulsations exerted in the emulsion well have an action on the fuel flow of the kind illustrated in FIG. 2. It can be seen that the fuel flow Q varies in opposite direction to the ratio Ao / P between the amplitude of the alternating component Ao of the pressure and the mean value P of the latter.
  • an additional correction can be made by having an adjustable attenuation element on the conduit 24; this element advantageously consists of a capillary tube 25 disposed on the conduit 24 and the characteristics of which will be chosen with a view to suitable adaptation to the carburetor.
  • the correcting device is provided to counter the depletion due to the transmission of pulses from the outlet in the venturi 15 to the well 8.
  • a damping capacity 30 comprising two chambers 31 and 32 separated from each other by a flexible membrane 33; the chamber 31, in direct relation with the spraying system, communicates with the air inlet 4 of the carburetor by a calibrated passage 34; chamber 32 is connected to a zone at atmospheric pressure by a passage 35.
  • the flexible membrane can be replaced by a movable wall; in this case, the capacity 30 is reduced to the chamber 31.

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Description

  • La présente invention est relative aux carburateurs pour moteurs à combustion interne du genre de ceux qui comportent un système de jaillissement de combustible débouchant dans le conduit d'admission et comprenant un puits d'émulsion alimenté en air et en combustible et un dispositif correcteur destiné à corriger la richesse du mélange air/combustible fourni au moteur en fonction de l'amplitude de la composante alternative de pression que fait apparaître, dans le conduit d'admission, l'aspiration par les cylindres du moteur, qui s'effectue de façon pulsée.
  • Par nature, l'admission d'un moteur à explosion à pistons est soumise à un régime pulsatoire dû au mouvement alternatif des pistons ; ce régime pulsatoire est particulièrement marqué sur les moteurs modernes dans lesquels la fermeture des soupapes d'admission s'effectue avec un retard important ; il est également très marqué sur les moteurs comportant un nombre peu élevé de cylindres, comme par exemple les moteurs à deux cylindres à plat, dits « flat-twin •. Lorsqu'un tel moteur est soumis à une forte charge, l'organe d'étranglement du carburateur, en amont duquel débouche le système de jaillissement principal de combustible, est largement ouvert, et la dépression pulsée est appliquée directement sur le système de jaillissement de combustible. Il en résulte des anomalies de fonctionnement. En particulier, suivant la configuration géométrique de l'ensemble carburateur-tubulure, dont l'adaptation acoustique est difficilement contrôlable, la richesse du mélange air-combustible fourni au moteur est trop faible ou trop forte.
  • Différents remèdes ont été proposés pour lutter contre les effets de phénomène pulsatoire. En particulier le FR-A-2 355 170, décrit un carburateur dans lequel le dispositif correcteur module la pression gazeuse régnant au-dessus du combustible en fonction de la composante alternative de la pression qui lui est appliquée. Ce dispositif, s'il donne des résultats satisfaisants, est d'une mise en oeuvre pratique souvent coûteuse ; en particulier, le mode d'exécution donné à titre d'exemple exige un système de clapets permettant de soumettre une membrane à une pression différentielle fonction de la composante alternative de la pression dans le conduit d'admission.
  • La présente invention vise à fournir un carburateur muni d'un dispositif répondant mieux que ceux antérieurement connus aux exigences de la pratique, notamment en ce que le dispositif est économique et apporte une correction qui peut être adaptée facilement aux exigences des différents types de moteurs.
  • Dans ce but, suivant l'invention, le dispositif correcteur comprend une seule paroi mobile délimitant une chambre communiquant directement avec le puits d'émulsion et à laquelle les pulsations dans le conduit d'admission sont appliquées par l'intermédiaire d'un élément d'atténuation, de sorte que le dispositif correcteur agit sur la pression régnant dans le puits d'émulsion dans le sens de l'augmentation ou de la diminution de la composante alternative de la pression qui lui est communiquée depuis le débouché du système de jaillissement, suivant que l'adaptation acoustique de l'ensemble carburateur-tubulure tend à produire aux fortes charges du moteur une richesse excessive ou trop faible du mélange.
  • Ainsi, on superpose, à l'action directe des pulsations sur le débouché du système de jaillissement, une action indirecte s'exerçant sur le puits d'émulsion et qui est adaptée aux caractéristiques de l'ensemble carburateur-tubulure.
  • Dans un premier mode d'exécution de l'invention, la paroi mobile, telle qu'une membrane, sépare une cavité en une chambre communiquant avec les puits d'émulsion et une autre chambre reliée au venturi du carburateur par un conduit, qui peut être muni d'un passage capillaire de faible section. Une telle disposition renforce l'amplitude de la pulsation transmise au puits d'émulsion en ajoutant l'action du dispositif correcteur à celle s'exerçant à partir du débouché ; on obtient ainsi, toutes choses égales par ailleurs, une tendance à l'appauvrissement du mélange fourni au moteur lorsque les pulsations augmentent d'amplitude, permettant de compenser la tendance à l'enrichissement due à l'ensemble carburateur-tubulure.
  • Dans un second mode d'exécution, ladite chambre constitue une capacité d'amortissement séparée du tube d'émulsion de combustible placé dans le puits d'émulsion par un orifice calibré d'aération du puits, capacité communiquant avec l'entrée d'air du carburateur par un passage calibré et séparée de l'atmosphère par une paroi déformable ou par une paroi rigide. Cette capacité tend à amortir les pulsations transmises au système de giclage de combustible du carburateur ; toutes choses égales par ailleurs, cette disposition évite un appauvrissement du mélange fourni au moteur.
  • L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit de carburateurs inversés munis de dispositifs de correction constituant des modes particuliers de réalisation de l'invention, donnés à titre d'exemples non limitatifs. La description se réfère aux dessins qui l'accompagnent, dans lesquels :
    • la figure 1 montre schématiquement, en coupe, un carburateur dont l'organe d'étranglement est grand ouvert (ce qui correspond à la pleine charge du moteur) muni d'un dispositif correcteur tendant à appauvrir le mélange fourni au moteur lorsque l'amplitude des pulsations augmente, utilisable lorsque le système carburateur-tubulure est tel que les pulsations tendent à enrichir le mélange ;
    • la figure 2 est une courbe représentative de la variation du débit de combustible Q en fonction du rapport entre l'amplitude Ao de la composante alternative de la pression régnant dans le puits et la valeur moyenne P de la pression dans le conduit d'admission ;
    • la figure 3 similaire à la figure 1, montre schématiquement une variante du dispositif correcteur.
  • Le carburateur inversé représenté en figure 1 comprend un conduit d'admission 1 muni d'un organe d'étranglement 2, constitué par un papillon calé sur un axe 3 actionnable par le conducteur. Le conduit est muni d'une entrée d'air 4 protégée par un filtre d'air (non représenté) et d'un venturi principal 5 dans lequel débouche un système de jaillissement principal d'émulsion air/combustible, alimenté en combustible par une cuve 6 à niveau constant. La cuve 6 contient un flotteur 7 actionnant un pointeau d'arrivée de combustible (non représenté) de façon à maintenir la surface libre du combustible en permanence à peu près au niveau N.
  • Le système de jaillissement principal représenté comprend : un puits d'émulsion 8 alimenté en combustible par la cuve 6, par l'intermédiaire d'un gicleur principal 9 ; un tube d'émulsion 13, muni dans sa partie basse de perforations 10, plongeant dans le puits 8 pour y prélever du combustible et le mélanger avec de l'air d'émulsion provenant de l'entrée d'air 4 du carburateur et arrivant dans un canal muni d'un orifice d'aération calibré 12 ; et un canal 14 prélevant le mélange air-combustible à la partie supérieure du puits 8 et le conduisant jusqu'à l'intérieur d'un venturi secondaire 15 d'où il débouche dans le conduit d'admission au voisinage du col du venturi principal 5.
  • L'invention utilise le fait que les pulsations s'exerçant dans le puits d'émulsion ont sur le débit de combustible une action du genre illustré en figure 2. On voit que le débit Q de combustible varie en sens inverse du rapport Ao/P entre l'amplitude de la composante alternative Ao de la pression et la valeur moyenne P de celle-ci.
  • Dans le mode d'exécution montré en figure 1, correspondant au cas d'un ensemble carburateur-tubulure dont l'adaptation acoustique est telle qu'à forte charge du moteur on observe une tendance à enrichissement excessif, le dispositif correcteur doit tendre à un appauvrissement.
  • Pour appauvrir et, par conséquent, diminuer le débit de combustible, il faut augmenter l'amplitude des pulsations régnant dans le puits 8 ; on atteint ce résultat en transmettant dans le puits les pulsations de forte amplitude régnant dans le venturi 5 par l'intermédiaire d'un conduit 24, d'une chambre 22, d'une membrane 23 constituant paroi mobile et d'une chambre 21.
  • Une correction supplémentaire, éventuellement fonction de la vitesse, peut être apportée en disposant un élément d'atténuation ajustable sur le conduit 24 ; cet élément est avantageusement constitué d'un tube capillaire 25 disposé sur le conduit 24 et dont les caractéristiques seront choisies en vue d'une adaptation convenable au carburateur.
  • Dans la variante de réalisation suivant la figure 3, le dispositif correcteur est prévu pour contrarier l'appauvrissement dû à la transmission des pulsations du débouché dans le venturi 15 au puits 8. Pour cela, on prévoit, au-dessus du tube d'émulsion 13 et de l'orifice d'aération calibré 12, une capacité d'amortissement 30 comprenant deux chambres 31 et 32 séparées l'une de l'autre par une membrane souple 33 ; la chambre 31, en relation directe avec le système de giclage, communique avec l'entrée d'air 4 du carburateur par un passage calibré 34 ; la chambre 32 est reliée à une zone à pression atmosphérique, par un passage 35.
  • En variante, la membrane souple peut être remplacée par une paroi mobile ; en ce cas, la capacité 30 se réduit à la chambre 31.
  • La capacité atténue l'amplitude des pulsations transmises dans le puits d'émulsion ; ce résultat peut être obtenu avec une petite capacité du fait de la faible célérité acoustique. On a donc bien, comme on l'a vu par les résultats montrés sur la figure 2, une augmentation du débit de combustible par rapport à celui qui interviendrait en l'absence du dispositif. Pour un dimensionnement convenable du gicleur 9 et de l'orifice d'aération calibré 12, il peut y avoir un enrichissement compensant au moins partiellement l'appauvrissement dû à l'adaptation acoustique de l'ensemble carburateur-tubulure.

Claims (5)

1. Carburateur pour moteur à combustion interne comprenant un système de jaillissement de combustible débouchant dans le conduit d'admission (1) du moteur et comprenant un puits d'émulsion (8) alimenté en air et en combustible et un dispositif correcteur destiné à corriger la richesse du mélange air/combustible fourni au moteur en fonction de l'amplitude de la composante alternative de pression que fait apparaître, dans le conduit d'admission du carburateur, l'aspiration des cylindres du moteur, caractérisé en ce que - dispositif correcteur comprend une seule paroi mobile (23 ou 33) délimitant une chambre (21 ou 31) communiquant directement avec le puits d'émulsion (8) et à laquelle les pulsations dans le conduit d'admission sont appliquées par l'intermédiaire d'un élément d'atténuation (25 ou 34) de sorte que le dispositif correcteur agit sur la pression régnant dans le puits d'émulsion (8) dans le sens de l'augmentation ou de la diminution de la composante alternative de la pression qui lui est communiquée depuis le débouché du système de jaillissement, suivant que l'adaptation acoustique de l'ensemble carburateur-tubulure tend à produire aux fortes charges du moteur une richesse excessive ou trop faible du mélange.
2. Carburateur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la paroi mobile (23) sépare une cavité en une chambre (21) communiquant avec le puits d'émulsion (8) et une autre chambre (22) reliée au venturi (5) du conduit d'admission du carburateur par un conduit.
3. Carburateur suivant la revendication 2, caractérisé en ce que l'élément d'atténuation est un capillaire (25).
4. Carburateur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la dite chambre (31) constitue une capacité d'amortissement, placée au-dessus du puits d'émulsion (8), séparée d'un tube d'émulsion de combustible (13) placé dans le puits d'émulsion (8) par un orifice calibré (12) d'aération du puits, ladite capacité communiquant avec l'entrée d'air (4) du carburateur par un passage calibré (34) et étant séparée de l'atmosphère par la dite paroi déformable.
5. Carburateur suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la paroi (23 ou 33) est constituée par une membrane déformable.
EP80400580A 1979-05-11 1980-04-25 Carburateur avec moyens de correction de la richesse du mélange en fonction de l'amplitude des pulsations Expired EP0019512B1 (fr)

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