FR2550582A1

FR2550582A1 - Device for regulating the temperature of the admission air of internal combustion engines with a carburettor

Info

Publication number: FR2550582A1
Application number: FR8313087A
Authority: FR
Inventors: Philippe Albrecht
Original assignee: LAUTRETTE CIE SA
Current assignee: LAUTRETTE CIE SA
Priority date: 1983-08-09
Filing date: 1983-08-09
Publication date: 1985-02-15

Abstract

The present invention relates to a device for regulating the temperature of the air admitted to internal combustion engines with a carburettor, comprising a shut-off flap (choke) and a regulator connected to a vacuum tube, this regulator comprising a bimetallic element normally holding a ball over an orifice connecting to the open air. This device is characterised in that the bimetallic element 16 is fixed at its two ends and the ball 15 is held tightly pushed against the orifice connecting with open air 17 in the median portion of the bimetallic element 16.

Description

La présente invention concerne un dispositif de régulation de la température de l'air d'admission de moteurs à combustion interne à carburateur. The present invention relates to a device for regulating the temperature of the intake air of internal combustion engines with carburetors.

On connaît déjà des dispositifs de régulation de ce genre qui comportent un volet obturateur monté pivotant autour d'un axe et qui est disposé au confluent de deux
tubulures à savoir une tubulure d'entrée d'air froid et une tubulure d'entrée d'air chaud débouchant toutes les deux en amont du filtre à air. Ce volet obturateur pivote plus ou moins, à partir de sa position initiale réglée pour fermer soit l'entrée d'air froid soit l'entrée d'air chaud, et ce afin d'obtenir une température ambiante å l'entrée du carburateur à peu près constante. Lors du démarrage du véhicule, lorsque le moteur est encore froid, le volet obturateur se trouve placé dans une position telle qu'il obture la tubulure d'entrée d'air froid et il ouvre au contraire totalement la tubulure d'entrée d'air chaud sous l'effet de la dépression.A cet effet le volet obturateur est commandé par un mécanisme contenu dans un boîtier relié par une canalisation à la tubulure d'admission du moteur, de manière à commander la position du volet obturateur en fonction de la dépression dans cette tubulure. La dépression régnant dans la tubulure d'admission est prise un peu en aval du clapet des gazou papillon du carburateur et cette dépression est transmise au boîtier de commande, par l'intermédiaire d'un appareil régulateur proprement dit branché dans le circuit à dépression entre le boîtier de commande du volet obturateur et la prise de dépression dans la tubulure d'admission. Ce régulateur comporte un élément bimétallique qui maintient normalement une bille sur un orifice de mise à l'air libre du système.Regulatory devices of this kind are already known which include a shutter flap mounted to pivot about an axis and which is arranged at the confluence of two
pipes, namely a cold air inlet pipe and a hot air inlet pipe both opening upstream of the air filter. This shutter swivels more or less, from its initial set position to close either the cold air inlet or the hot air inlet, in order to obtain an ambient temperature at the carburetor inlet at almost constant. When starting the vehicle, when the engine is still cold, the shutter is placed in a position such that it closes the cold air intake manifold and, on the contrary, fully opens the air intake manifold hot under the effect of the depression. To this end the shutter is controlled by a mechanism contained in a housing connected by a pipe to the intake manifold of the engine, so as to control the position of the shutter according to the depression in this tubing. The vacuum prevailing in the intake manifold is taken a little downstream of the carburetor throttle valve and this vacuum is transmitted to the control unit, via a regulating device proper connected in the vacuum circuit between the shutter control box and the vacuum connection in the intake manifold. This regulator has a bimetallic element which normally maintains a ball on a venting hole of the system.

Sous l'effet de l'élévation de la température de l'air cet élément bimétallique libère la bille, ce qui a pour effet de mettre l'intérieur du régulateur, de même que le boîtier de commande, à l'air libre, d'ou une annulation de la dépression et par conséquent un retour du volet obturateur, sous l'action d'un ressort placé dans le boitier de commande à dépression, dans sa position initiale dans laquelle il ferme la tubulure d'arrivée d'air chaud. La température de l'air amené diminue alors, l'élément bimétallique reprend par conséquent sa forme initiale et réapplique la bille contre l'orifice de mise à l'air libre du système, ce qui permet à nouveau au système à dépression de reprendre rapidement son action.Un tel dispositif de régulation de la température qui est décrit par exemple dans le brevet FR-2 084 573, permet de maintenir, dans le cas d'une charge partielle du moteur, la température de l'air aspiré la plus élevée possible en fonction du réglage préalable de l'élément bimétallique du régulateur formant thermostat ainsi que du dimensionnement du boîtier de commande à dépression. A pleine charge, donc à faible dépression, le volet obturateur ferme la tubulure d'entrée d'air chaud si bien que le moteur n'aspire que de l'air froid, ce qui permet de réaliser, suivant la température ambiante, le taux d'admission le plus élevé dans les cylindres et par conséquent d'obtenir le rendement le plus élevé du moteur. 'Un tel dispositif présente également l'avantage d'avoir une action presque immédiate.Under the effect of the elevation of the air temperature this bimetallic element releases the ball, which has the effect of putting the interior of the regulator, like the control box, in the open air, d '' or a cancellation of the vacuum and consequently a return of the shutter shutter, under the action of a spring placed in the vacuum control box, in its initial position in which it closes the hot air inlet pipe . The temperature of the supplied air then decreases, the bimetallic element consequently resumes its initial shape and reapplies the ball against the orifice in the open air of the system, which again allows the vacuum system to resume quickly Such a temperature regulation device which is described for example in patent FR-2 084 573, makes it possible to maintain, in the case of a partial load of the engine, the temperature of the highest aspirated air. possible depending on the prior setting of the bimetallic element of the thermostat controller as well as the dimensioning of the vacuum control box. At full load, therefore at low vacuum, the shutter closes the hot air inlet pipe so that the engine only sucks cold air, which allows to achieve, depending on the ambient temperature, the rate highest intake into the cylinders and therefore obtain the highest engine efficiency. 'Such a device also has the advantage of having an almost immediate action.

Toutefois un tel dispositif de régulation présente l'inconvénient que, dans le régulateur, l'élément bimétallique formant thermostat est constitué par une lame encastrée ou maintenue seulement à l'une de ses extrémités et qui supporte, à son autre extrémité libre, le propre poids de la bille d'obturation de l'orifice de mise à l'air libre. I1 en résulte qu'à certains régimes du moteur les vibrations peuvent perturber le fonctionnement du régulateur et en outre la bille qui est en appui sur l'extrémité libre de l'élément bimétallique, amplifie ce défaut. However, such a regulating device has the disadvantage that, in the regulator, the bimetallic element forming a thermostat is constituted by a blade embedded or maintained only at one of its ends and which supports, at its other free end, the proper weight of the shut-off ball of the vent hole. As a result, at certain engine speeds, vibrations can disturb the operation of the regulator and, in addition, the ball which is supported on the free end of the bimetallic element, amplifies this defect.

La présente invention vise à remédier à ces inconvénients en procurant un dispositif de régulation- particuliè- rement simple et fiable, exempt de perturbations dues aux vibrations du moteur. The present invention aims to remedy these drawbacks by providing a particularly simple and reliable control device, free from disturbances due to engine vibrations.

On décrira ci-après,à titre d'exemples non limitatifs, diverses formes d'exécution de la présente invention, en référence au dessin annexé sur lequel
La figure 1 est une vue en élévation schématique, partiellement en coupe verticale, d'un dispositif de régula tion de la température de l'air d'admission d'un moteur à combustion interne à carburateur, suivant l'invention.Various embodiments of the present invention will be described below, by way of non-limiting examples, with reference to the appended drawing in which
Figure 1 is a schematic elevational view, partially in vertical section, of a device for regulating the temperature of the intake air of an internal combustion engine with carburetor, according to the invention.

La figure 2 est une vue en coupe verticale, à plus grande échelle, d'un régulateur proprement dit à élément bimétallique, dans un système à simple effet.. FIG. 2 is a view in vertical section, on a larger scale, of a regulator proper with a bimetallic element, in a single-acting system.

La figure 3 est une vue en coupe verticale faite suivant la ligne III-III de la figure 2. Figure 3 is a vertical sectional view taken along line III-III of Figure 2.

La figure 4 est-une vue en plan du boîtier du régulateur. Figure 4 is a plan view of the regulator housing.

La figure 5 est une vue en coupe verticale d'un régulateur à élément bimétallique utilisé dans un système à double effet. Figure 5 is a vertical sectional view of a bimetallic element regulator used in a double-acting system.

Le dispositif de régulation, à simple effet, de la température de l'air d'admission qui est représenté sur les figures 1 à 4, est prévu pour maintenir à peu près constante la température ambiante à l'entrée d'un carburateur L monté sur une tubulure d'admission 2 d'un moteur à combus-tion interne. Au-dessus de ce carburateur 1 est disposé, de la manière conventionnelle, un filtre à air 3 comportant un orifice d'entrée d'air 4 communiquant avec une tubulure d'entrée d'air froid 5 et une tubulure d'entrée d'air chaud 6, en provenance du moteur, débouchant dans la précédente. The single-acting regulation device for the temperature of the intake air, which is shown in FIGS. 1 to 4, is designed to keep the ambient temperature at approximately constant temperature at the inlet of a mounted carburetor L on an intake manifold 2 of an internal combustion engine. Above this carburetor 1 is disposed, in the conventional manner, an air filter 3 comprising an air inlet orifice 4 communicating with a cold air inlet manifold 5 and an inlet manifold hot air 6, coming from the engine, opening into the previous one.

Le dispositif de régulation comporte un volet obturateur 7 logé dans la tubulure d'entrée d'air froid 5, à l'endroit ob débouche la tubulure d'entrée d'air chaud 6 et qui est articulé autour d'un axe 8 de manière à obturer totalement l'une ou l'autre de ces deux tubulures 5 et 6, ou à occuper une position d'ouverture partielle. Le mouvememnt de pivotement du volet obturateur 7 est provoqué par un boîtier de commande à dépression 9 comportant un organe mobile, tel qu'une membrane, acouplé mécaniquement au volet 7 et une chambre reliée, par une canalisation 11, à une prise de dépression 12 prévue dans la tubulure d'admission 2 immédiatement en aval du papillon ou clapet des gaz 13 du carburateur 1.Sur la canalisation 11 de transmission de la dépression est branché un régulateur proprement dit 14 comportant, à l'intérieur, une bille 15 maintenue plaquée par un élément bimétallique 16 formant thermostat, contre un orifice 17 de mise à l'air libre. The regulating device comprises a shutter flap 7 housed in the cold air inlet pipe 5, at the place where the hot air inlet pipe 6 opens and which is articulated around an axis 8 so to completely close one or the other of these two pipes 5 and 6, or to occupy a partially open position. The pivoting movement of the shutter flap 7 is caused by a vacuum control unit 9 comprising a movable member, such as a membrane, mechanically coupled to the flap 7 and a chamber connected, by a pipe 11, to a vacuum outlet 12 provided in the intake manifold 2 immediately downstream of the throttle valve or gas valve 13 of the carburetor 1.On the vacuum transmission pipe 11 is connected a regulator proper 14 comprising, inside, a ball 15 kept pressed by a bimetallic element 16 forming a thermostat, against an orifice 17 for venting.

La structure d'un tel dispositif de régulation est bien connue et se trouve décrite notamment dans le brevet
FR-2084 573.The structure of such a regulation device is well known and is described in particular in the patent.
FR-2084 573.

Suivant l'invention le régulateur 14 comporte un boîtier en matière plastique en deux parties, à savoir une partie inférieure 18 en forme de cuvette et une partie supérieure formant couvercle 19. La cuvette inférieure 18 vient de moulage avec deux raccords verticaux 21, 22 s'étendant vers le bas et sur les lesquels sont respectivement emboîtés les deux tronçons de la canalisation 11 assurant la transmission de la dépression. La partie intérieure de la cuvette 18 est séparée en deux, par une nervure médiane 23 s'étendant transversalementde part en part entre les deux parois verticales et longitudinales 18a et 18b de la cuvette 18. According to the invention the regulator 14 comprises a plastic casing in two parts, namely a lower part 18 in the form of a bowl and an upper part forming a cover 19. The lower bowl 18 comes from molding with two vertical connections 21, 22 s 'extending down and on which are respectively fitted the two sections of the pipe 11 ensuring the transmission of the vacuum. The inner part of the bowl 18 is separated in two, by a middle rib 23 extending transversely from one side between the two vertical and longitudinal walls 18a and 18b of the bowl 18.

Par ailleurs cette cuvette 18 présente, le long de son bord supérieur, une collerette horizontale 18c, s'étendant vers l'extérieur et qui est prolongée sur son pourtour par une nervure à l'équerre 18d s'étendant vers le haut.Furthermore, this bowl 18 has, along its upper edge, a horizontal flange 18c, extending outwards and which is extended around its periphery by a rib 18d extending upwards.

Le couvercle supérieur 19 porte, dans sa partie centrale, un manchon 24 venant de moulage, ce manchon s'étendant vers le haut. Dans ce manchon 24 est vissée une douille filetée 25 dont l'alésage interne constitue l'orifice de mise à l'air libre 17 sur lequel est appliquée la bille 15. The upper cover 19 carries, in its central part, a sleeve 24 coming from molding, this sleeve extending upwards. In this sleeve 24 is screwed a threaded bush 25, the internal bore of which constitutes the vent hole 17 on which the ball 15 is applied.

L'élément bimétallique 16 s'étend longitudinalement à travers le boîtier du régulateur 14 et ses deux extrémités sont maintenues libres entre la collerette horizontale externe 16a, formant épaulement, de la cuvette inférieure 18, et des bossages 19a, 19b du couvercle 19, venant de moulage avec celui-ci et s'étendant vers le bas. Lorsque l'ensemble du boîtier du régulateur 14 est asserablé, les deux bossages 19a, 19b viennent se loger juste à l'intérie-ur du volume défini par la nervure périphérique verticale 18d de la cuvette inférieure lss. The bimetallic element 16 extends longitudinally through the housing of the regulator 14 and its two ends are kept free between the external horizontal flange 16a, forming a shoulder, of the lower cup 18, and the bosses 19a, 19b of the cover 19, coming molding therewith and extending downward. When the entire housing of the regulator 14 is secured, the two bosses 19a, 19b are housed just inside the volume defined by the vertical peripheral rib 18d of the lower bowl lss.

On voit, d'après la description qui précéde, que l'élément bimétallique 16 formant thermostat est maintenu ainsi en appui librement à ses deux extrémités pouvant admettre une déformation, entre les deux parties 18 et 19 du boîtier du régulateur 14 et que cet élément bimétallique 16 maintient la bille 15 plaquée sur sn siège, dans sa partie médiane, c'est-à-dire contre l'orifice de mise à l'air libre 17. It can be seen from the above description that the bimetallic element 16 forming a thermostat is thus kept in free support at its two ends which can admit deformation, between the two parts 18 and 19 of the regulator housing 14 and that this element bimetallic 16 keeps the ball 15 pressed against its seat, in its middle part, that is to say against the vent hole 17.

I1 est clair que la construction et l'assemblage du régulateur 14 sont considérablement simplifiés et qu'il n'est pas nécessaire de prévoir un support métallique spécial pour l'élément bimétallique 16. It is clear that the construction and assembly of the regulator 14 are considerably simplified and that it is not necessary to provide a special metal support for the bimetallic element 16.

La figure 5 illustre une forme d'exécution du régulateur 14 dans le cas d'un système à double effet. Dans ce cas le régulateur 14 comporte, dans la chambre de la cuvette inférieure 18 dans laquelle débouche le raccord 21 communiquant avec la tubulure d'admission 2 du moteur, une soupape de retenue 26 qui est montée à coulissement libre dans le sens vertical. Cette soupape 26 comporte une tige verticale 27 engagée dans le raccord 21 et portant un disque transversal 28 formant clapet et de plus grand diamètre que celui de l'alésage du raccord 21 ou de l'orifice par lequel ce dernier débouche à l'intérieur de la cuvette 18.Le disque formant clapet 28 est à son tour prolongé vers le haut par une tige terminée par un disque ou flasque transversal 29 et entre les deux disques 28, 29 s'étend l'extrémité en forme de fourche d'un élément bimétallique supplémentaire 31 encastré, à son autre extrémité, dans un bossage 32 se raccordant au fond de la cuvette 18 et à la paroi verticale de celle-ci. Cet élément bimétallique supplémentaire 31 s'étend à travers une ouverture 33 prévue dans la nervure verticale médiane 23. FIG. 5 illustrates an embodiment of the regulator 14 in the case of a double-acting system. In this case, the regulator 14 comprises, in the chamber of the lower bowl 18 into which the connector 21 communicates with the intake manifold 2 of the engine, a check valve 26 which is mounted to slide freely in the vertical direction. This valve 26 comprises a vertical rod 27 engaged in the connector 21 and carrying a transverse disc 28 forming a valve and of larger diameter than that of the bore of the connector 21 or of the orifice through which the latter opens inside of the bowl 18. The valve disc 28 is in turn extended upward by a rod terminated by a transverse disc or flange 29 and between the two discs 28, 29 extends the fork-shaped end of an element additional bimetallic 31 embedded, at its other end, in a boss 32 connecting to the bottom of the bowl 18 and to the vertical wall of the latter. This additional bimetallic element 31 extends through an opening 33 provided in the middle vertical rib 23.

Le système à double effet comportant un régulateur tel qu'illustré sur la figure 5 présente l'avantage, pendant la période d'échauffement, d'entraîner une montée progressive de la température lors des accélérations brutales. En effet, lors du démarrage du moteur (à froid) et aux changements de vitesse, le clapet 13 des gaz du carburateur 1 se ferme complètement ou en partie et il provoque des dépressions importantes dans la tubulure d'admission 2 et par conséquent dans la canalisation 1, ce qui entraîne l'ouverture par le volet obturateur 7, de la tubulure d'entrée d'air chaud 6. Par contre au régime pleins gaz (accélération brutale) le clapet des gaz 13 s'ouvre complètement et les dépressions produites sont bien moins importantes.C'est à ce moment que la soupape de retenue 26 joue son r8le. En effet aussitôt qu'une différence de dépression se produit, cette soupape 26 vient se plaquer sur le fond de la cuvette 18 et elle obture, par le disque formant clapet 28, l'alésage du raccord 21. Autrement dit la soupape de retenue 26 interrompt la communication entre le bottier de commande à dépression 9 et la tubulure d'admission 2. La coupure de cette communication provoque à son tour le maintien du volet obturateur 7 en position fixe, c'est-à-dire tel qu'il était avant l'accélération brutale. A pleine charge du moteur, le volet obturateur 7 reste ouvert sur l'air chaud alors que dans le système à simple effet, tel que représenté sur la figure 1, il se ferme sur l'air chaud. The double-acting system comprising a regulator as illustrated in FIG. 5 has the advantage, during the heating-up period, of causing a gradual rise in temperature during sudden accelerations. In fact, when the engine is started (cold) and at speed changes, the gas valve 13 of the carburetor 1 closes completely or in part and it causes significant depressions in the intake manifold 2 and consequently in the pipe 1, which causes the opening by the shutter 7 of the hot air inlet pipe 6. On the contrary, at full gas speed (sudden acceleration) the gas valve 13 opens completely and the depressions produced are much less important. This is when the check valve 26 plays its role. Indeed as soon as a difference in depression occurs, this valve 26 is pressed against the bottom of the bowl 18 and it closes, by the disc forming a valve 28, the bore of the connector 21. In other words the check valve 26 interrupts the communication between the vacuum control boot 9 and the intake manifold 2. Cutting this communication in turn causes the shutter flap 7 to remain in the fixed position, that is to say as it was before the sudden acceleration. At full engine load, the shutter 7 remains open on the hot air while in the single-acting system, as shown in Figure 1, it closes on the hot air.

L'ouverture de la soupape de retenue 26 est provoquée par l'élément bimétallique supplémentaire 31 qui intervient pour soulever la soupape lorsque la température favorable au régime du moteur est atteinte. A partir de ce moment la soupape de retenue 26 ne joue plus aucun rOle et le système reprend exactement le fonctionnement du système à simple effet. The opening of the check valve 26 is caused by the additional bimetallic element 31 which intervenes to raise the valve when the temperature favorable to the engine speed is reached. From this moment the check valve 26 no longer plays any role and the system exactly resumes the operation of the single-acting system.

Claims

1.- Device for regulating the temperature of the intake air of internal combustion carburetor engines comprising a shutter flap mounted pivoting about an axis, at the confluence of a cold air inlet pipe and d '' a hot air inlet pipe, upstream of the air filter, a vacuum control unit coupled to the shutter to control the position of the latter, this vacuum control unit being connected to a vacuum outlet in the intake manifold via a pipe, and a regulator connected to this vacuum pipe, this regulator comprising a bimetallic element normally holding a ball on an orifice in the open air characterized in that l he bimetallic element (16) is fixed at its two ends and the ball (15) is held pressed against the vent hole (17) in the middle part of the bimetallic element (16).

2.- Device according to claim 1 characterized in that the two ends of the bimetallic element (16) are kept free between two parts constituting the regulator housing (14), made of molded plastic, namely a lower part ( 18) in the form of a bowl and an upper part forming a cover (19).

3.- Device according to claim 2 characterized in that the lower part (18) in the form of a bowl of the regulator housing has, along its upper edge, a horizontal flange (18c) extending outwards, the upper part (19) forming a cover having at its longitudinal ends, bosses (19a, 19b) extending downwards and the two ends of the bimetallic element (16) are free between the bosses (19a, 19b) of the cover (19) and the external horizontal flange (isba) of the lower bowl (18).

4.- Device according to claim 3 characterized in that the horizontal flange (18c), projecting outwards, of the lower bowl (18) is extended by a rib at the square 18d) extending towards the high and inside which are housed the bosses (19a, l9b) of the cover (19).

5.- Device according to any one of claims 2 to 4 characterized in that the upper cover (19) carries, in its central part, a sleeve (24) coming from molding and extending upwards and in this sleeve (24 ) a threaded bush (25) is screwed, the internal bore of which constitutes the orifice in the open air (17) on which the ball (15) is applied.

6.- Device according to any one of claims 2 to 5 characterized in that, in the case of a double-acting system, a check valve (6) is mounted to slide freely in the vertical direction and is engaged in the connector (21) of the lower bowl (18) communicating with the intake manifold (2), this valve (26) comprising a vertical rod (27) engaged in the connector (21) and carrying a transverse disc (28) forming a valve which is in turn extended upwards by a rod terminated by another transverse disc (19), and between the two discs (28, 29) of the valve (26) extends the fork-shaped end an additional bimetallic element (31) embedded, at its other end, in the lower bowl (18).

7.- Device according to claim 6 characterized in that the additional bimetallic element (31) is embedded in a boss (32) connecting to the bottom of the bowl (18) and to the vertical wall thereof.

8.- Device - according to any one of claims 6 and 7 characterized in that the additional bimetallic element (31) extends through an opening (33) provided in a vertical middle rib (23) extending transversely right through between the two vertical and longitudinal walls' 18a, 18b) of the bowl (18) and separating in two the inner part of the bowl (18).