FR2538036A1 - Suppresseur de gaz d'echappement pour moteurs a combustion interne - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN SUPPRESSEUR DE GAZ D'ECHAPPEMENT DESTINE A ELIMINER LA PRODUCTION DE GAZ NOCIFS CONTENUS DANS LES GAZ D'ECHAPPEMENT DES MOTEURS A COMBUSTION INTERNE. DANS LE SUPPRESSEUR SELON L'INVENTION, DE L'AIR SECONDAIRE EST CHAUFFE EFFICACEMENT, A TEMPERATURE ELEVEE, PAR UN ELEMENT CHAUFFANT 8 A TUBE DOUBLE, MONTE EN AVAL DE LA TUBULURE D'ECHAPPEMENT 7 DU MOTEUR A COMBUSTION INTERNE 1. CET AIR SECONDAIRE EST ADDITIONNE A UN MELANGE D'AIR PRIMAIRE DE CARBURANT, PRESENT DANS LA TUBULURE D'ASPIRATION 4, AU MOYEN D'UN DISPOSITIF 13 DE PRODUCTION DE TOURBILLONS QUI ASSURE UNE GAZEIFICATION COMPLETE DU MELANGE. DOMAINE D'APPLICATION : MOTEURS A COMBUSTION INTERNE.

Description

L'invention concerne un suppresseur de gaz d'échappement dans lequel de

l'air secondaire, chauffé à l'intérieur de la tubulure d'échappement d'un moteur à combustion interne par la chaleur des gaz d'échappement provenant de cette tubulure, est introduit dans-la tubu- lure d'aspiration, en aval du carburateur, afin d'empêcher qu'un mélange d'air primaire et de carburant, devant être aspiré dans la chambre de combustion, devienne trop riche et afin de favoriser une combustion complète dudit * 10 mélange et de supprimer ainsi la production de gaz nocifs contenus dans les gaz d'échappement, ainsi que de réduire

la consommation de carburant.

Il existe divers dispositifs destinés à supprimer la production de gaz nocifs, et ces dispositifs peuvent être classés en deux types, à savoirle type mouillé et le type sec Dans le type mouillé, de l'eau ou un courant est injecté dans la tubulure d'aspiration afin d'abaisser la température d'explosion du mélange grâce à la chaleur de gazéification de l'eau ou du courant et de supprimer ainsi la production d'oxydes d'azote (NO x) Cependant, ce type exige la présence d'un réservoir contenant l'eau et, si un tel réservoir est relativement petit, il faut l'alimenter souvent en eau tandis que, s'il est grand, son installation demande un volume important, limitant ainsi l'application du dispositif De plus, lorsque la température du moteur est basse, en particulier au moment de la mise en marche du moteur, une partie de l'eau ou du courant injecté dans la tubulure d'aspiration forme

des gouttes lors de l'injection dans la chambre de combus-

tion, ce qui dégrade la distribution du mélange air-

carburant dans le cas d'un moteur à plusieurs cylindres.

En outre, de telles gouttes d'eau nuisent à la douceur de fonctionnement du moteur lors des phases transitoires, par exemple lors de l'accélération ou du ralentissement du moteur Le dispositif du type mouillé est théoriquement intéressant, mais il est difficile à mettre en pratique en raison des nombreux problèmes tels que ceux indiqués ci- dessus. Par ailleurs, le dispositif du type sec comprend

le type dit à injection d'air dans lequel de l'air secon-

daire, qui n'est pas surchauffé, est introduit dans la tubulure d'aspiration afin d'empêcher le carburant, restant dans cette tubulure, d'enrichir excessivement le mélange d'air et de carburant devant alimenter la chambre de combustion Ainsi, le type sec est destiné uniquement à accroître le rapport du mélange d'air primaire et de

carburant (pour le porter, par exemple, à une valeur d'en-

viron 18:1) en introduisant de l'air secondaire dans la tubulure d'aspiration Ainsi, il donne de l'importance au rapport du mélange et il est capable de diminuer la quantité de CO présent dans les gaz d'échappement, mais il est incapable de faire baisser les teneurs en NO et x HC des gaz d'échappement En outre, également classé dans le type sec, on trouve un dispositif de chauffage de la tubulure d'aspiration qui n'introduit pas d'air secondaire dans la tubulure d'aspiration, mais qui, par contre, chauffe extérieurement la tubulure d'aspiration elle-même afin d'élever la température du mélange d'air et de carburant qu'elle contient et de favoriser ainsi

une combustion complète du mélange pour empêcher la pro-

duction de gaz nocifs contenus dans les gaz d'échappement.

Cependant, étant donné que ce type de dispositif est destiné à provoquer une évaporation des gouttes de carburant dans le mélange d'air et de carburant, par chauffagende la tubulure d'aspiration, un tel chauffage demande tant de

chaleur qu'il devient insuffisant d'utiliser les gaz d'échap-

pement et l'eau chaude de refroidissement en tant que source de chaleur Par conséquent, l'élément chauffant est nécessairement de grande dimension et complexe, en plus de son coût élevé; Pour résoudre ces problèmes, on a proposé un dispositif décrit dans le brevet des Etats- Unis d'Amérique N' 4 362 143 Cependant, le problème se posant dans ce dispositif est que la résistance opposée à l'échappement augmente avec l'efficacité du dispositif, ce qui amoindrit les performances d'accélération, car le tube chauffant est disposé dans la tubulure d'échappement Il-est nécessaire

de résoudre ce problème.

L'invention a pour objet un suppresseur de gaz d'échappement du type sec, qui est d'une mise en oeuvre plus commode que celle des dispositifs du type sec dispo-

nibles jusqu'à présent.

Un objet important de l'invention est un suppres-

seur de gaz d'échappement qui, pour éliminer les inconvé-

nients propres au type dit à injection d'air, faisant partie des suppresseurs classiques de gaz d'échappement du type sec, chauffe et dilate le mélange d'air et de

carburant circulant du carburateur vers la tubulure d'as-

piration, en utilisant de l'air secondaire chauffé, élève autant que possible le rapport de mélange (pour le porter, par exemple, à une valeur d'environ 22:1), puis fait tourbillonner ce mélange au moyen d'un dispositif

de production de tourbillons afin de favoriser une combus-

tion complète du mélange pauvre en carburant, ce qui a pour effet d'abaisser les teneurs en CO, N Ox et HC des gaz d'échappement et, simultanément, de faire diminuer

notablement la consommation de carburant.

Un autre objet important de l'invention réside dans un suppresseur de gaz d'échappement équipé d'un élément chauffant capable d'utiliser efficacement la chaleur des gaz d'échappement sortant de la tubulure d'échappement pour produire de l'air secondaire chauffé, de

façon efficace et-à bon marché.

Un autre objet de l'invention réside dans un suppresseur de gaz d'échappement qui comporte une valve de commande d'air destinée à commander la quantité d'air

secondaire chauffé introduite dans la tubulure d'aspira-

tion de façon qiue cette quantité soit convenablement dosée par rapport à la quantité de mélange d'air et de carburant

préparée par le carburateur.

Un autre objet de la présente invention réside

dans un suppresseur de gaz d'échappement qui est de-

conception simple et qui peut être fabriqué à un faible coût.

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L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels:

la figure 1 est une élévation avec coupe par-

tielle d'une forme de réalisation du suppresseur de gaz d'échappement selon l'invention; la figure 2 est une coupe longitudinale à échelle agrandie d'un élément chauffant; la figure 3 est une coupe longitudinale à échelle * 10 agrandie d'une autre forme de réalisation de l'élément chauffant;

les figures 4 A et 4 B sont des coupes longitudi-

nales à échelle agrandie d'autres formes de réalisation de l'élément chauffant; la figure 5 est une coupe transversale à échelle agrandie d'un dispositif de production de tourbillons; la figure 6 est une vue en perspective d'une première plaque extérieure du dispositif représenté sur la figure 5; la figure 7 est une vue en perspective d'une première plaque intérieure de ce dispositif; la figure 8 est une vue en perspective d'une deuxième plaque intérieure du dispositif; la figure 9 est une vue en perspective d'une troisième plaque intérieure du dispositif la figure 10 est une vue en perspective d'une seconde plaque extérieure du dispositif;

les figures 11 et 12 sont des coupes transver-

sales à échelle agrandie d'une valve de commande d'air; et la figure 13 est une coupe transversale d'une

autre 'orme de réalisation de la valve de commande d'air.

La figure 1 représente un corps 1 de moteur à combustion interne et un carburateur 2 sur lequel un filtre à air 3 est monté, et en aval duquel une tubulure 4 d'aspiration est disposée Dans le carburateur 2, de l'air primaire provenant du filtre à air 3 et du carburant provenant d'un injecteur 5 de carburant, sont mélangés pour former un mélange d'air et de carburant qui est dirigé, par l'intermédiaire de la tubulure 4 d'aspiration, vers la chambre 6 de combustion du corps 1 du moteur, les gaz brûlés dans cette chambre étant évacués sous forme

de gaz d'échappement par une tubulure 7 d'échappement.

Un élément chauffant 8 est branché en aval de la tubulure 7 d'échappement et des orifices 9 et 10 d'admission et d'échappement d'air secondaire chauffé par la chaleur des

gaz d'échappement, sont ménagés dans cet élément chauffant 8.

Un tube 12 d'introduction d'air secondaire est relié par

une extrémité à un filtre à air 11 et par son autre extré-

mité à l'un, 9, des orifices d'admission et d'échappement d'air Un dispositif 13 de production de tourbillons est relié à une extrémité d'un tube 14 d'alimentation en air secondaire chauffé dont l'autre extrémité est reliée à l'autre, 10, des-orifices d'admission et d'échappement d'air. Le dispositif 13 de-production de tourbillons

est disposé entre le carburateur 2 et la tubulure 4 d'as-

piration et il est destiné à faire tourbillonner l'air secondaire chauffé provenant du tube 14 d'alimentation-en air secondaire chauffé, ainsi que le mélange d'air et de carburant s'écoulant du carburateur 2 vers la tubulure 4 d'aspiration Une valve 15 de commande d'air, montée entre les extrémités du tube 12 d'introduction d'air secondaire, commande la quantité d'air secondaire chauffé devant être dirigée vers la tubulure 4 d'aspiration de façon que cette quantité soit sensiblement inversement proportionnelle à la dépression régnant dans la tubulure 4 d'aspiration, le côté de la valve 15 de commande d'air soumis à la dépression communiquant, par un tube 16 à dépression et par le dispositif 13 de production de tourbillons avec la tubulure 4 d'aspiration Sur la figure 1, la référence numérique 17 désigne un conduit qui relie le filtre à air 3 au carburateur 2; la référence numérique 18 désigne la soupape d'aspiration du moteur à combustion interne la référence numérique 19 désigne la soupape d'échappement du moteur; et la référence numérique 20 désigne le

papillon associé au carburateur.

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Dans l'élément chauffant 8 tel que représenté sur la figure 2, des brides 23 sont montées sur les deux côtés d'un tube double comprenant un tube intérieur 21 analogue à soufflet et un tube extérieur 22 Ce dernier est relié aux deux brides 23 par des éléments cylindriques 24 de liaison L'espace ménagé à l'intérieur du tube intérieur 21 débouche à ses deux extrémités, traversant les deux brides 23, tandis qu'une chambre 25 de chauffage, délimitée entre le tube intérieur 21 et le tube extérieur * 10 22, est fermée à ses deux extrémités par les deux brides 23 en même temps qu'elle communique avec les raccords 9 et 10 d'admission et d'échappement d'air secondaire montés sur les deux éléments 24 de liaison Par conséquent, les gaz d'échappement sortant de la tubulure 7 d'échappement

pénètrent dans un conduit 26 d'échappement par l'inter-

médiaire du tube intérieur 21 Au cours de ce processus, l'air secondaire, qui est aspiré vers la chambre 25 de chauffage et évacué de celle-ci par les orifices d'admission et d'échappement d'air secondaire 9 et 10, est chauffé en passant dans le tube intérieur 21 L'élément chauffant 8 comporte une structure à tube double comprenant le tube intérieur 21 et le tube extérieur 22 Etant donné que les gaz d'échappement passent à peu près linéairement

dans le tube intérieur 21, la résistance opposée à l'échappe-

ment augmente légèrement En outre, étant donné que le tube intérieur 21 et le tube extérieur 22 se présentent sous la forme d'un soufflet, non seulement le chauffage à l'aide des gaz d'échappement peut être effectué aisément, mais, en outre, l'élément chauffant 8 lui-même présente une certaine souplesse et peut être soumis à une certaine déformation lui permettant d'être aisément branché sur le côté de la tubulure d'échappement 7 et sur le côté du conduit d'échappement 26 lors du montage de cet élément chauffant, même s'il existe une légère différence entre les positions des axes du côté de la tubulure d'échappement et du côté du conduit d'échappement, à savoir même si l'axe du côté de la tubulure d'échappement ne coïncide pas avec celui du côté du conduit d'échappement Par conséquent, le tube intérieur 21 doit être réalisé sous la forme d'un soufflet dans une mesure suffisant au

chauffage de l'air secondaire et offrant à ce tube inté-

rieur une certaine flexibilité, et le tube extérieur 22 peut être également réalisé sous la forme d'un soufflet dans une mesure suffisante pour permettre à ce tube d'avoir une certaine flexibilité La référence numérique 27 désigne une matière adiabatique constituée de fibres

de céramique et autres, tandis que les références numéri-

ques 28 a et 28 b désignent respectivement un boulon et

un écrou de fixation.

La figure 3 représente une autre forme de réalisa-

tion de l'élément chauffant 8, dans laquelle une paroi périphérique 29 est disposée entre le tube intérieur 21

et le tube extérieur 22, cette paroi formant un cloisonne-

ment hélicoïdal de la chambre 25 de chauffage -Plusieurs petits trous 30 sont réalisés dans la paroi périphérique et l'air secondaire, provenant de l'un, 9, des orifices d'admission et d'échappement d'air secondaire, circule lui-même en spirale dans la chambre 25 de'chauffage, le long de la paroi-périphérique 29, une partie de l'air secondaire passant par les petits trous 30 afin d'être évacuée par l'autre, 10, des orifices d'admission et

d'échappement d'air secondaire Entre temps, l'air secon-

daire présent dans la chambre 25 de chauffage est porté

à une température suffisamment élevée par le tube inté-

rieur 21 et la paroi périphérique 29 chauffés par la chaleur des gaz d'échappement Lorsque l'élément chauffant 8 lui-même se déformé grâce à sa souplesse, la paroi périphérique 29, qui établit des intervalles appropriés entre le tube intérieur 21 et le tube extérieur 22, assume également une fonction consistant à faire circuler en

douceur l'air secondaire dans la chambre 25 de chauffage.

Les figures 4 A et-4 B représentent d'autres formes de réalisation de l'élément chauffant 8, dans lesquelles un tube droit, tel que montré sur la figure 4 A, peut être tube extérieur 22 à la place du tube en forme de soufflet, dans le montage de l'élément chauffant 8, pourvu que l'axe du côté de la tubulure 7 d'échappement coïncide avec celui du côté du conduit 26 d'échappement De plus, comme montré sur la figure 4 B, le tube intérieur 21 et le-tube extérieur 22 peuvent être réalisés sous la forme de tubes droits, pourvu que l'élément chauffant 8 soit suffisamment long pour réaliser un chauffage suffisant

à l'aide de la chaleur des gaz d'échappement.

Le dispositif 13 de production de tourbillons, tel que représenté sur les figures 5 à 10, comprend une première plaque extérieure 31 qui est relativement épaisse et de forme rectangulaire, une première plaque intérieure

32 qui est relativement fine et ovale, une deuxième pla-

que intérieure 33 qui est relativement fine et de même forme que la première plaque extérieure 31, une troisième plaque intérieure 34 qui est relativement fine et de même forme que la première plaque extérieure 31, et une seconde plaque extérieure 35 qui est relativement fine et de même forme que la première plaque extérieure 31 Comme montré sur la figure 6, la première plaque extérieure 31

présente deux ouvertures circulaires 36 et sa face inté-

rieure présente une gorge ovale 37 communiquant avec les ouvertures 36 et destinée à recevoir la première plaque intérieure 32, et la première plaque extérieure 31 comporte également, à l'une de ses extrémités latérales, un tronçon tubulaire 38 communiquant avec la gorge

ovale 37.

Comme montré clairement sur la figure 6, la pre-

mière plaque intérieure 32 est destinée à s'ajuster dans la zone située le plus à l'intérieur de la gorge ovale 37 de la première plaque extérieure 31 et elle présente des ouvertures 39 de même forme que les ouvertures 36 de la première plaque extérieure 31 et opposées auxdites ouvertures 36, les ouvertures 39 comportant plusieurs ailettes triangulaires, allongées et espacées 40 qui font saillie de leurs bords respectifs, radialement vers les centres respectifs de ces ouvertures 39, comme montré sur la figure 7 La seconde plaque intérieure 33, comme montré sur la figure 8, comporte des parties cylindriques 41 faisant saillie vers le haut, sensiblement opposées aux ouvertures 36 de la première plaque extérieure 31, les

extrémités supérieures respectives des parties cylindri-

ques 41 butant contre la première plaque intérieure 32 logée dans la zone intérieure de la gorge ovale 37 de la première plaque extérieure 31, afin de définir une

gorge annulaire 50 entre les surfaces périphériques exté-

rieures des parties cylindriques 41 et la surface péri-

phérique intérieure de la gorge ovale 37, ladite gorge annulaire 50 communiquant avec l'intérieur des parties

cylindriques 41-au moyen de plusieurs trous 51 de communi-

cation formés dans ces dernières La troisième plaque intérieure 34 est disposée au-dessous de la deuxième plaque intérieure 33 et, comme montré sur la figure 9, elle présente des ouvertures 42 de même forme que les ouvertures 36 de la première plaque extérieure 31 et opposées auxdites ouvertures 36, les ouvertures 42, de même que dans le cas de la première plaque intérieure 32, comportant plusieurs ailettes triangulaires 43 qui font saillie de leurs bords respectifs de manière que, lorsque la troisième plaque intérieure 34 est assemblée avec la première plaque intérieure 32, les ailettes 43 ne

s'étendent pas au-dessous des ailettes 40 de la plaque 32.

Les ailettes 43 sont plus larges et plus courtes que les ailettes 40 de la première plaque intérieure 32 et elles sont coudées quelque peu vers le bas au niveau de leurs pieds Comme montré sur la figure 10, la seconde plaque extérieure 35 est disposée au-dessous de la troisième plaque intérieure 34 et sur le côté opposé à celui de la première plaque extérieure 31, et elle comporte des parties tronconiques 44 faisant saillie vers le bas et opposées aux -ouvertures 36 de la première plaque extérieure 31, ces parties tronconiques 44 comportant plusieurs

ailettes triangulaires courtes 45 qui font saillie radia-

lement vers l'intérieur de leurs bords extrêmes inférieurs respectifs. La figure 5 montre les plaques 31, 32, 33, 34 et 35 assemblées les unes avec les autres afin de former

le dispositif complet 13 de production de tourbillons.

La pose du dispositif 13 consiste à placer ce dernier entre une bride 46 située à l'extrémité inférieure du

carburateur 2 et une bride 47 située à l'extrémité-supé-

rieure de la tubulure 4 d'aspiration, comme montré sur la figure 1, à le serrer entre lesdites brides au moyen de boulons 48 et d'écrous 49, et à raccorder la partie tubulaire 38 de la première plaque extérieure 31 à l'extrémité de sortie du tube 14 d'alimentation en air

î 10 secondaire chauffé.

La valve 15 de commande d'air sera à présent décrite.

Comme montré sur les figures 11 et 12, elle comprend, au niveau de la partie centrale du tube 12 d'introduction d'air secondaire, une embase 56 de fixation présentant un premier canal 54 et un second canal 55 ayant une entrée commune 52 et une sortie commune 53, l'entrée 52 et la sortie 53 des premier et second canaux 54 et 55 étant reliées aux tronçons 12 a et 12 b d'entrée et de sortie du tube 12 d'introduction d'air secondaire, respectivement, la valve comprenant également une première tige 58 de valvedisposée dans le premier canal 54 et dont le tronçon

inférieur porte des soupapes espacées 57 A et 57 B, l'ex-

trémité supérieure de la première tige 58 étant fixée à un diaphragme 60 monté dans un boîtier 59 constitué d'une -25 partie supérieure 59 a et d'une partie inférieure 59 b, le boîtier 59 étant divisé par le diaphragme 60 en une chambre 61 soumise à la pression atmosphérique et une chambre 62 à dépression qui renferme un ressort hélicoïdal 63 destiné à maintenir le diaphragme 60 dans une position fixe La chambre 61 à pression atmosphérique communique avec l'atmosphère par une ouverture 64 et la chambre 62 à dépression communique avec la tubulure 4 d'aspiration, en aval du carburateur 2, par l'intermédiaire du tube 16 à dépression relié à un tube 65 de raccordement de la partie supérieure 59 a du boîtier, l'agencement étant tel

que le diaphragme 60 est déplacé sous l'effet de la diffé-

rence de pression entre la chambre 61 à pression atmos-

phérique et la chambre 62 à dépression afin que les soupapes 57 A et 57 B portées par la première tige 58

commandent le degré d'ouverture d'un orifice 66 de valve.

Ainsi, lorsque la pression régnant dans la chambre 61 à pression atmosphérique est en équilibre avec la pression régnant dans la chambre 62 à dépression, par exemple quand le moteur est arrêté, le diaphragme 60 est maintenu dans sa position fixe telle que montrée -sur la figure 11, afin que la soupape 57 A ferme l'orifice 66 pour obturer le premier canal; lorsque la dépression présente * 10 dans la tubulure 4 d'aspiration est relativement basse, par exemple quand le moteur tourne à une vitesse constante ou quand il accélère, le diaphragme 60 est élevé de la

position fixe de la figure 11 vers une position intermé-

diaire, sur une course prédéterminée, contre la force du ressort hélicoïdal 63, afin que le degré d'ouverture de l'orifice 66, établi par les soupapes 57 A et 57 B,atteigne un maximum et que le débit d'écoulement d'air par le premier canal 54 atteigne également un maximum Lorsque la dépression régnant dans la tubulure 4 d'aspiration atteint un maximum, par exemple quand le moteur est en cours de ralentissement, le diaphragme 60 est élevé jusqu'à la limite supérieure de sa course prédéterminée, telle que montrée sur la figure 12, afin que la soupape 57 B ferme l'orifice 66 pour obturer le premier canal 54 et couper l'écoulement d'air-dans ce premier canal 54 En outre, lorsque le moteur tourne au ralenti ou à faible

vitesse, la dépression présente dans la tubulure 4 d'as-

piration est très élevée, de sorte que le diaphragme 60 est élevé à proximité de la limite supérieure de sa course, l'orifice 66 étant alors légèrement ouvert par la soupape 57 B pour permettre l'écoulement d'une petite quantité

d'air dans le premier canal 54.

-_ Par ailleurs, une seconde tige 68 de valve, dont l'extrémité inférieure comporte un pointeau 67, est disposée dans le second canal 55 Cette seconde tige 68 présente une surface périphérique filetée et elle est vissée dans un trou taraudé 70 de fixation de cette tige, formé dans l'embase 56 de montage de la valve En faisant tourner la tête 69 de la tige 68 à la main pour déplacer axialement cette tige, on agit sur le pointeau 67 pour qu'il ouvre et ferme un orifice 71 et, par conséquent, le second canal 55 Ainsi, les soupapes 57 A et 57 B de la première tige 58 commandent automatiquement le débit d'écoulement d'air dans le premier canal 54 sous l'action du diaphragme 60 qui réagit à la dépression présente dans la tubulure 4 d'aspiration, tandis que le pointeau 67 de la seconde tige 68 peut être manoeuvré à la main pour

* 10 régler le débit d'écoulement d'air dans le second canal 55.

Habituellement, le pointeau 67 de la seconde tige 68 est réglé de façon à maintenir le second canal 55 à un

degré minimal d'ouverture.

La figure 13 représente en 72 une autre forme de

réalisation de la valve de commande d'air selon l'inven-

tion Elle comprend une embase 73 de fixation qui présente un tronçon 75 a de canal transversal ayant une entrée 74 et un tronçon 75 b de canal vertical ayant une sortie 76, un orifice 77 ménagé entre les tronçons transversal et vertical 75 a et 75 b afin d'établir une communication entre eux, un canal 78 de communication s'étendant du tronçon transversal 75 a directement jusqu'au tronçon vertical

b, une tige 79 de valve disposée dans le tronçon trans-

versal 75 a et sur l'extrémité inférieure de laquelle est formé un pointeau 85, l'extrémité supérieure de la tige 79 étant fixée à un diaphragme 80 qui coopère avec un boîtier 81 pour définir une chambre 82 à dépression, un ressort hélicoïdal 83 étant disposé entre le diaphragme 80 et le boîtier 81 et la communication entre la chambre 82 à dépression et le carburateur 2 étant établie par un tube 16 à dépression dont les extrémités opposées sont reliées respectivement à un tube 84 de raccordement réalisé à la partie supérieure du boîtier 81 et un tube 86 de raccordement, prévu au-dessus du papillon 20 associé au carburateur 2, l'entrée 74 et la sortie 76 du canal étant reliées respectivement aux tronçons 12 a et 12 b d'entrée et de sortie du tube 12 d'introduction d'air secondaire. Dans le fonctionnement de la valve 72 de commande

d'air, si la pression régnant dans la chambre 82 à dé-

pression est égale ou presque égale à la pression atmos-

phérique, le diaphragme 80 A'est pas actionné,de sorte que l'orifice 77 reste fermé par le pointeau 85 de la tige 79 Lorsque le papillon 20 des gaz est presque fermé, comme c'est le cas lorsque le moteur tourne au ralenti ou est en cours de ralentissement, le carburateur 2 est presque à la pression atmosphérique et la quantité de gaz mélangé aspirée est faible, de sorte que le diaphragme n'est pas actionné Par conséquent-, étant donné que l'orifice 77 est fermé, aucune alimentation forcée en air secondaire ne se produit du tronçon d'entrée 12 a vers le tronçon de sortie 12 b du tube 12 d'introduction d'air secondaire Cependant, Thême dans de telles conditions,

il est prévu qu'une petite quantité constante d'air secon-

daire soit fournie par l'intermédiaire du canal 78 de communication Si le degré d'ouverture du papillon augmente, par exemple quand le moteur accélère ou qu'il tourne à vitesse constante, la quantité de gaz mélangé aspirée dans le carburateur 2 augmente, la force d'aspiration vers le haut ayant pour résultat de tirer le diaphragme 80 pour ouvrir l'orifice 77-de manière que l'air secondaire passant dans le tronçon transversal 75 a du canal 75 s'écoule par l'orifice 77 dans le tronçon vertical 75 b,

ce qui signifie une alimentation forcée en air secondaire.

Le suppresseur de gaz d'échappement réalisé comme

décrit ci-dessus fonctionne de la manière suivante.

Lorsque le moteur tourne au ralenti ou à faible vitesse, une dépression engendrant une aspiration très élevée est produite dans la tubulure 4 d'aspiration, ce qui a pour résultat un écoulement d'air secondaire du

filtre à air 11 successivement par le tube 12 d'intro-

duction d'air secondaire, l'élément chauffant 8, le tube

14 d'alimentation en air secondaire chauffé et le dispo-

sitif 13 de production de tourbillons, jusque dans la tubulure 4 d'aspiration Dans ce cas, l'air secondaire s'écoulant du tube 12 d'introduction vers l'élément chauffant 8 est porté à environ 600 'C par la chaleur

des gaz d'échappement sortant de la tubulure 7 d'échappe-

ment, en s'écoulant à travers la chambre 25 de chauffage située dansl'élément chauffant 8 Ce dernier n' oppose qu'une faible résistance aux gaz d'échappement, car ceux-ci s'écoulent sensiblement linéairement par le tube intérieur 21 Etant donné que ce dernier se présente sous la forme d'un soufflet, le chauffage produit par la chaleur des gaz d'échappement peut être réalisé aisément et, dans le * 10 même temps, étant donné que le tube extérieur 22 est également réalisé sous la forme d'un soufflet, l'ensemble de l'élément chauffant 8 présente une certaine flexibilité dans la mesure o il peut être aisément monté entre la

tubulure 7 d'échappement et le conduite 26 d'échappement.

En outre, la paroi périphérique 29 montée en spirale entre le tube intérieur 21 et le tube extérieur 22, a pour

effet de permettre à flair secondaire de circuler en dou-

ceur dans la chambre 25 de chauffage, l'air secondaire étant chauffé très efficacement jusqu'à une température

élevée.

L'air secondaire porté à une température élevée par l'élément chauffant 8 est introduit par le tube 14

d'alimentation, puis par le tronçon tubulaire 38 du dis-

positif 13 de production de tourbillons dans la gorge annulaire 50 L'air secondaire chauffé introduit dans la gorge annulaire 50 est refoulé, sous l'état d'un jet chaud, par les trous 51 de communication ménagés dans

les parties cylindriques 41 de la deuxième plaque inté-

rieure 33, dans lesdites parties cylindriques 41 La température du jet chaud est d'environ 500 'C Par ailleurs, un mélange de carburant et d'air primaire, préparé dans

le carburateur 2, est aspiré dans la tubulure 4 d'aspira-

tion par l'intermédiaire du dispositif 13 de production de tourbillons et sous l'effet de la dépression Dans ce cas, le gaz mélangé (avec un rapport de mélange d'environ :1), introduit dans le dispositif 13 de production de tourbillons en passant par les ouvertures 36 de la première plaque extérieure 31, rejoint l'air secondaire chauffé, à savoir le jet chaud insufflé par les trous 51 de communication dans la deuxième plaque intérieure 33, et il est chauffé par le jet chaud et dilaté pour former un mélange pauvre en carburant jusqu'à ce que le rapport de ce mélange soit d'environ 22:1, en même temps qu'il est soumis-à des mouvements tourbillonnants successifs par les ailettes triangulaires allongées 40 de la première plaque intérieure 32, les ailettes triangulaires 43 de

la troisième plaque intérieure 34 et les ailettes trian-

gulaires 45 de la seconde plaque extérieure 35, de façon que le gaz mélangé soit totalement gazéifié, aucune partie de ce gaz ne restant dans un état non gazeux Etant donné que le mélange gazeux, bien qu'appauvri jusqu'à avoir un rapport de mélange d'environ 22:1, a été porté à une température élevée par l'air secondaire chauffé et totalement gazéifié sous l'effet des tourbillons, il peut être aisément brûlé en totalité par explosion dans le moteur En conséquence, les teneurs en CO, NO et HC des gaz d'échappement résultant de la combustion sont minimales et, dans le même temps, la consommation de

carburant peut être notablement réduite.

En outre, la quantité d'air secondaire chauffé devant être fournie -à la tubulure 4 d'aspiration est automatiquement réglée par la valve 15 de commande d'air

de façon à être inversement proportionnelle à la dépres-

sion régnant dans la tubulure 4 d'aspiration Ainsi, lorsque la dépression est relativement élevée, par exemple quand le moteur tourne au ralenti ou à faible vitesse, une petite quantité d'air secondaire chauffé est fournie lorsque la dépression est relativement basse, par-exemple quand le moteur tourne à une vitesse constante ou est en accélération, une grande quantité d'air secondaire chauffé est fournie, et lorsque la dépression est à son maximum, par exemple quand le moteur est en cours de ralentissement, l'alimentation en air secondaire chauffé est réduite à un minimum ou à zéro Par conséquent, il s'ensuit que l'air secondaire chauffé est fourni en proportion de la quantité de mélange gazeux préparé par le carburateur et que, par suite, le rapport du mélange du gaz pauvre fourni au moteur par l'intermédiaire de

la tubulure d'aspiration est maintenu à une valeur cons-

tante de façon que, quelles que soient les conditions de fonctionnement du moteur, les gaz se trouvant à l'intérieur de ce dernier puissent être totalement brûlés,ce qui rend possible une minimisation de la quantité des gaz nocifs et une diminution de la consommation de carburant Le dispositif de chauffage de l'air secondaire du suppresseur de gaz d'échappement selon l'invention est plus simple et plus facile à installer et il est moins coûteux que les dispositifs-correspondants associés au suppresseur classique de gaz d'échappement, et il est en outre capablé d'empêcher tout accroissement de la résistance opposée à l'écoulement des gaz d'échappement par suite de la mise

en place de l'élément chauffant dans ce dispositif.

Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif décrit et représenté

sans sortir du cadre de l'invention.

Claims (10)

REVENDICATIONS

1 Suppresseur de gaz d'échappement pour moteurs à combustion interne, caractérisé en ce qu'il comporte un élément chauffant ( 8) à tube double monté en aval de la tubulure ( 7) d'échappement du moteur ( 1) à combustion interne afin de chauffer l'air secondaire à l'aide de la chaleur des aaz d'échappement passant dans ladite tubulure, un tube ( 12) d'introduction d'air secondaire débouchant, par une première extrémité, sur l'atmosphère -10 par l'intermédiaire d'un filtre à air ( 11) et relié, par son autre extrémité, à l'un ( 9) des orifices d'admission et d'échappement d'air secondaire de l'élément chauffant, un tube ( 14) d'alimentation en air secondaire chauffé

relié par une première extrémité à l'autre ( 10) des ori-

fices d'admission et d'échappement d'air secondaire de:

l'élément chauffant et communiquant, par son autre extré-

mité, avec la tubulure d'aspiration pour fournir de l'air secondaire, chauffé par ledit élément chauffant, à un mélange d'air primaire et de carburant préparé par le carburateur ( 2) du moteur, un dispositif ( 13) de production

de tourbillons étant disposé dans la tubulure d'aspira-

tion et relié à l'autre extrémité du tube d'alimentation en air secondaire chauffé afin d'engendrer des tourbillons dans le mélange d'air primaire et de carburant et dans l'air secondaire chauffé additionné à ce mélange, une valve ( 15) de commande étant montée entre les extrémités du tube d'introduction d'air secondaire afin de régler la quantité d'air secondaire chauffé devant être fournie

en fonction de la quantité dudit mélange gazeux.

2 Suppresseur de gaz d'échappement selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un tube intérieur ( 21) de l'élément chauffant à tube double se présente

sous la forme d'un soufflet.

3 Suppresseur de gaz d'échappement selon la revendication 1, caractérisé en ce que le tube intérieur ( 21) et un tube extérieur ( 22) de l'élément chauffant à tube double se présentent chacun sous la forme d'un soufflet. 4 Suppresseur de gaz d'échappement selon la revendication 1, caractérisé en ce que le tube double dudit élément chauffant comprend un tube intérieur ( 21) et un tube extérieur ( 22) réalisés chacun sous la forme d'un soufflet, *une bride ( 23) fixée à chacune des deux extrémités du tube double, le tube extérieur étant relié aux deux brides par des éléments cylindriques ( 24), l'espace

intérieur dudit tube intérieur débouchant aux deux extré-

mités de ce dernier et traversant les deux brides, et une * 10 chambre ( 25) de chauffage étant ménagée entre le tube intérieur et le tube extérieur, cette chambre étant fermée

à ses deux extrémités par les deux brides, mais communi-

quant avec les orifices d'admission çt d'échappement d'air

secondaire situés sur les deux éléments de liaison.

5 Suppresseur de gaz d'échappement selon la

revendication 4, caractérisé en ce qu'une paroi périphé-

rique ( 29) cloisonne en spirale la chambre de chauffage

entre le tube intérieur et le-tube extérieur -

6 Suppresseur de gaz d'échappement selon la reven-

dication 5, caractérisé en ce que plusieurs petits trous

( 30) sont ménagés dans ladite paroi périphérique.

7 Suppresseur de gaz d'échappement selon l'une

quelconque des-revendications 1 à 6, caractérisé en ce

que l'élément chauffant est revêtu d'une matière adiabatique

( 27 Y sur sa surface périphérique extérieure.

8 Suppresseur de gaz d'échappement selon l'une

quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce

que le dispositif de production de tourbillons comprend une plaque extérieure ( 31 > et deux plaques intérieures

( 33, 34), la plaque extérieure présentant plusieurs ouver-

tures circulaires ( 36) formées dans sa surface supérieure et une gorge ovale ( 37) formée dans sa surface inférieure, et cette plaque extérieure comportant également une partie tubulaire ( 38) formée sur l'un de ses côtés latéraux et communiquant avec la gorge ovale, une première plaque intérieure ( 33) comportant des parties cylindriques ( 41) qui font saillie vers le haut, qui sont opposées aux ouvertures de la plaque extérieure et qui s'ajustent dans 1 9 ladite gorge ovale de la plaque extérieure afin qu'une gorge annulaire ( 50) soit définie entre les parties

cylindriques et-la gorge ovale, la gorge annulaire commu-

niquant avec l'intérieur des parties cylindriques par plusieurs trous ( 51) de communication formés dans lesdites

parties cylindriques, l'autre plaque intérieure ( 34) pré-

sentant des ouvertures ( 42) ayant sensiblement la même

forme que les ouvertures de la plaque extérieure et-oppo-

sées à celles-ci, les ouvertures de l'autre plaque inté-

rieure comportant chacune plusieurs ailettes triangu-

laires ( 43) qui partent de leur bord périphérique.

9 Suppresseur de gaz d'échappement selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comporte une autre plaque intérieure ( 32) disposée entre la plaque extérieure et la première-plaque intérieure citée, ladite autre plaque intérieure présentant des ouvertures ( 39) de même forme que les ouvertures de la-plaque extérieure auxquelles elles sont opposées, lesdites ouvertures de l'autre plaque intérieure comportant chacune plusieurs ailettes triangulaires allongées et espacées ( 40) qui partent de leur bord périphérique et qui sont orientées radialement vers le centre desdites ouvertures, une autre plaque extérieure ( 35) étant disposée au-dessous de l'autre plaque intérieure et comportant des parties tronconiques ( 44) qui font saillie vers le bas, dans des positions correspondant aux ouvertures de la plaque extérieure, lesdites parties tronconiques comportant chacune plusieurs

courtes ailettes triangulaires ( 45) qui partent radiale-

ment vers l'intérieur du bord périphérique de leur extré-

mité inférieure.

Suppresseur de gaz d'échappement selon l'une

quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce

que la valve de commande d'air comprend une embase ( 56) de fixation qui présente un canal ( 54) communiquant avec le tube d'introduction d'air secondaire et dans lequel est disposée une tige ( 58) portant deux soupapes espacées ( 57 A, 57 B) sur son extrémité inférieure, l'extrémité supérieure de la tige étant fixée à un diaphragme ( 60) monté dans un bottier ( 59) qui est relié à l'embase, ledit boîtier étant divisé intérieurement en une chambre ( 61) à pression atmosphérique et une chambre ( 62) à dépression par ledit diaphragme, la chambre à pression atmosphérique communiquant avec l'atmosphère et la chambre à dépression communiquant avec la tubulure ( 4) d'aspiration

par l'intermédiaire d'un tube ( 16) à dépression, l'agen-

cement étant tel que le diaphragme peut être déplacé sous l'effet de la dépression régnant dans la tubulure d'aspiration, ce qui a pour résultat de déplacer la tige de la valve pour régler le degré d'ouverture de l'orifice ( 66) de valve dudit canal à l'aide des deux soupapes

montées sur ladite tige.

11 Suppresseur de gaz d'échappement selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'embase de fixation de la valve présente un second canal ( 55) ayant une entrée ( 52) et une sortie ( 53) communes avec ledit

premier canal, une seconde tige ( 68) de valve étant dis-

posée dans le second canal et comportant un pointeau ( 67) fixé à son extrémité avant, la seconde tige étant vissée dans l'embase afin de pouvoir être tournée à la main pour être ainsi déplacée axialement de façon à régler le degré d'ouverture de l'orifice ( 71) de valve du second

canal à l'aide du pointeau de cette seconde tige.

12 Suppresseur de gaz d'échappement selon l'une

quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce

que la valve ( 72) de commande d'air comprend une embase ( 73) de fixation qui présente un canal ( 75) communiquant avec le tube d'introduction d'air secondaire, une tige ( 79) disposée dans le canal et comportant un pointeau ( 85) destiné à ouvrir et fermer un orifice ( 77) de valve du canal, l'extrémité supérieure de la tige étant fixée à

un diaphragme ( 80) qui définit une chambre ( 82) à dépres-

sion communiquant avec le carburateur par un tube ( 16) à dépression afin que le diaphragme soit actionné en fonction de l'amplitude de l'aspiration du mélange gazeux dans le carburateur pour régler ainsi le degré d'ouverture de

l'orifice par ledit pointeau, un canal ( 78) de communica-

tion établissant une communication entre le tronçon d'entrée et le tronçon-de sortie du canal afin qu'une quantité constante et petite d'air secondaire s'écoule constamment par ledit canal de communication vers ledit

canal ( 75) de la valve.