FR2587759A1

FR2587759A1 - CARBURETOR FOR EXPLOSION ENGINE

Info

Publication number: FR2587759A1
Application number: FR8513961A
Authority: FR
Inventors: Pierre Bouthors
Original assignee: Renault SAS; Regie Nationale des Usines Renault
Current assignee: Renault SAS; Regie Nationale des Usines Renault
Priority date: 1985-09-20
Filing date: 1985-09-20
Publication date: 1987-03-27
Also published as: FR2587759B1; EP0218515A1; DE3660638D1; EP0218515B1

Abstract

CARBURATEUR POUR MOTEUR A EXPLOSION COMPORTANT UN CORPS 20 DANS LE PROLONGEMENT DU COLLECTEUR D'ADMISSION 21 ET DOTE D'UN VENTURI 22, UN GICLEUR 24 ET UN PAPILLON DES GAZ 25, CARACTERISE EN CE QU'IL COMPORTE DE PLUS UN DISPOSITIF DE NIVEAU 26 OBTENU PAR DEBORDEMENT CONSTITUE PAR UN TORE CREUX 27 D'AXE CONFONDU AVEC LE GICLEUR 24, DONT UNE EXTREMITE 29 EST OBTUREE OU NON PAR UNE PALETTE MOBILE 30 ANIMEE PAR UN ELECTROAIMANT 31 COMMANDABLE ELECTRONIQUEMENT, A RAPPORT CYCLIQUE D'OUVERTURE VARIABLE DE SORTE QUE L'ESSENCE EST MAINTENUE A UN NIVEAU CONSTANT AU-DESSUS DU GICLEUR 24 ET QUE L'ON PUISSE ADAPTER LA RICHESSE DU MELANGE COMBINE EN FONCTION DU RAPPORT CYCLIQUE DE COMMANDE DE L'ELECTROAIMANT. APPLICATION A UN MOTEUR DE VEHICULE AUTOMOBILE.CARBURETOR FOR EXPLOSION ENGINE INCLUDING A BODY 20 IN THE EXTENSION OF THE INTAKE MANIFOLD 21 AND WITH A VENTURI 22, A NOZZLE 24 AND A THROTTLE 25, CHARACTERIZED IN THAT IT ALSO FEATURES A LEVEL 26 DEVICE OBTAINED BY OVERFLOW CONSTITUTING BY A HOLLOW TORUS 27 OF AXIS MIXED WITH THE JET 24, ONE END 29 OF WHICH IS OR NOT CLOSED BY A MOBILE PALLET 30 ANIMATED BY AN ELECTRO-MAGNET 31 ELECTRONICALLY COMMANDABLE, WITH A VARIABLE OPENING CYCLICAL RATIO AS L THE GASOLINE IS MAINTAINED AT A CONSTANT LEVEL ABOVE NOZZLE 24 AND THE RICHNESS OF THE COMBINED MIXTURE CAN BE ADAPTED ACCORDING TO THE ELECTRO-MAGNET CONTROL CYCLICAL RATIO. APPLICATION TO A MOTOR VEHICLE ENGINE.

Description

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CARBURATEUR POUR MOTEUR A EXPLOSIONCARBURETOR FOR EXPLOSION ENGINE

La présente invention concerne un carburateur pour moteur à explosion de véhicule automobile notamment dont 1' arrivée d'essence est reliée The present invention relates to a carburetor for a motor vehicle combustion engine in particular of which the gasoline inlet is connected

directement à la pompe sans l'intermédiaire d'une cuve. directly to the pump without the intermediary of a tank.

C' est à l'intérieur du carburateur que se fait le mélange air-essence dosé dans les proportions adéquates, mélange qui devra brOler aussi parfaitement que possible dans les cylindres. La figure 1 représente une coupe schématique d'un carburateur du type actuel. Le carburateur 1 est monté dans le prolongement de la tubulure ou collecteur d'admission 2 It is inside the carburetor that the air-fuel mixture is dosed in the appropriate proportions, a mixture which should burn as perfectly as possible in the cylinders. Figure 1 shows a schematic section of a carburetor of the current type. The carburetor 1 is mounted in the extension of the manifold or intake manifold 2

par lequel arrive 1' air, après un passage préalable dans le filtre à air 3. by which air arrives, after a prior passage in the air filter 3.

L' essence arrive sur le c8té de la tubulure 2 par une durite 4. L'essence contenue dans le réservoir est aspirée par la pompe à essence qui la refoule vers le carburateur. L'essence arrive et séjourne d'abord dans une cuve 5. Elle traverse ensuite un gicleur 6, placé une colonne 7 qui débouche dans la tubulure d'admission 2 au niveau d'un étranglement 8 appelé diffuseur ou venturi. Cet étranglement se situe dans la tubulure d'admission 2 qui aboutit à la chambre d'explosion 9 au sommet de chaque cylindre 10 du moteur. L'étranglement ou venturi 8 est 1' organe de pompage de 1' essence. Il permet d'augmenter localement la vitesse de air donc la dépression qui agit sur 1' essence, sans diminuer le débit d'air. Il suffit de placer l'arrivée d'essence au niveau du venturi 8 pour aspirer énergiquement l'essence car la vitesse de 1' air y est grande. En descendant, le piston 11, se déplaçant dans le cylindre 10, crée une The gasoline arrives on the side of the pipe 2 by a hose 4. The gasoline contained in the tank is sucked by the fuel pump which pushes it towards the carburettor. Gasoline arrives and stays first in a tank 5. It then passes through a nozzle 6, placed a column 7 which opens into the intake manifold 2 at a throat 8 called diffuser or venturi. This restriction is located in the intake manifold 2 which leads to the explosion chamber 9 at the top of each cylinder 10 of the engine. The throttle or venturi 8 is the pumping member of the gasoline. It makes it possible to locally increase the air velocity, thus the depression acting on the gasoline, without reducing the air flow. It is sufficient to place the gasoline supply at the venturi 8 to suck the gasoline vigorously because the speed of the air is high. On going down, the piston 11, moving in the cylinder 10, creates a

dépression qui aspire l'essence à l'extrémité de la colonne de giclage 7. depression sucking gasoline at the end of the spray column 7.

Cette dépression favorise sa vaporisation et le courant d'air violent créé dans la tubulure 2 provoque son entraTnement et son mélange à 1' air dans la tubulure d'admission 2. A leur arrivée dans la chambre d'explosion 9 du cylindre 10, les gouttelettes sont devenues une vapeur d'essence This depression favors its vaporization and the violent air stream created in the tubing 2 causes its entrainment and its mixing with air in the intake manifold 2. Upon their arrival in the explosion chamber 9 of the cylinder 10, the droplets became a gasoline vapor

invisible capable d' être enflammée. invisible capable of being inflamed.

49398 ' -.49398 '-.

- 2 - 2587759- 2 - 2587759

Le gicleur 6 permet de calibrer le débit d' essence et la cuve 5 est dotée d'un flotteur 12 permettant de maintenir le niveau de l'essence dans la cuve à une hauteur constante, tout cela pour assurer un débit d' essence régulier. The jet 6 makes it possible to calibrate the flow of gasoline and the tank 5 is provided with a float 12 making it possible to maintain the level of the gasoline in the tank at a constant height, all this to ensure a regular gas flow.

Ce type actuel de carburateur présente les inconvénients suivants. This current type of carburetor has the following drawbacks.

Premièrement, pour des raisons de sécurité, notamment lorsque le véhicule est à 1' arrêt en pente, le niveau de 1l essence dans la cuve 5 n' est pas à la hauteur du point d' aspirateur A pour éviter un écoulement de l'essence mais est situé à plusieurs millimètres en-dessous. Or au ralenti, le papillon des gaz 13 est fermé de sorte que le venturi 8 est coupé et n'a plus d'action sur le gicleur 6 qui ne débite plus d'essence. Il est donc nécessaire d' alimenter le moteur en essence par un circuit annexe avec Firstly, for safety reasons, especially when the vehicle is at a sloping stop, the level of the gasoline in the tank 5 is not up to the vacuum point A to avoid a flow of gasoline but is located several millimeters below. Or at idle, the throttle valve 13 is closed so that the venturi 8 is cut and has no action on the nozzle 6 which no longer delivers gasoline. It is therefore necessary to supply the engine with gasoline via an auxiliary circuit with

un gicleur de ralenti et une vis de richesse. an idle jet and a wealth screw.

Deuxièmement, 1' inertie de la colonne de liquide 7 située entre la cuve 5 et le point d' aspiration A est relativement grande de sorte que la même force d'aspiration n'arrive plus à pomper l'essence au cours des phénomènes transitoires, n' entraînant pas de bonnes reprises à 1' accélération. En effet, lorsque 1' on accélère brusquement, le papillon 13 placé dans le collecteur d' admission 2 s'ouvre rapidement entraTnant un appauvrissement momentané du mélange air-essence dû au fait que Il' essence est plus lourde que 1' air, donc plus difficile à aspirer dans la colonne 7. Il faut pallier cet inconvénient par la présence d'un circuit supplémentaire constitué par une pompe de reprise injectant une petite quantité de carburant directement dans le corps du carburateur 1 à chaque ouverture brusque du papillon 13, de façon à enrichir en essence Secondly, the inertia of the liquid column 7 situated between the tank 5 and the suction point A is relatively large so that the same suction force can no longer pump gasoline during the transient phenomena, not leading to good times at acceleration. Indeed, when one accelerates abruptly, the throttle 13 placed in the intake manifold 2 opens quickly causing a momentary depletion of the air-fuel mixture due to the fact that the gasoline is heavier than air, so more difficult to suck in the column 7. It must overcome this disadvantage by the presence of an additional circuit consisting of a return pump injecting a small amount of fuel directly into the body of the carburetor 1 at each sudden opening of the butterfly 13, way to enrich in essence

le mélange quand la puissance maximum est demandée au moteur. mixing when the maximum power is requested from the engine.

Un troisième inconvénient présenté par ce type classique de carburateur est que la richesse du mélange air-essence ne peut être réglée par la variation du diamètre du gicleur 6 mais doit être réglée par une vis de richesse 14 réglant la section d' un orifice de la tubulure A third disadvantage presented by this conventional type of carburetor is that the richness of the air-fuel mixture can not be adjusted by the variation of the diameter of the nozzle 6 but must be regulated by a richness screw 14 regulating the section of an orifice of the manifold

d' admission 2.admission 2.

Le but de l'invention est de proposer un nouveau carburateur fonctionnant au ralenti et ayant une très bonne réponse aux régimes transitoires. Il The object of the invention is to propose a new carburetor operating at low speed and having a very good response to transient conditions. he

49398 1649398 16

- 3- 2587759- 3- 2587759

permet de plus un réglage aisé de la richesse du mélange air-essence par also allows easy adjustment of the richness of the air-fuel mixture by

variation de la quantité d'essence injectée dans le venturi. variation of the quantity of gasoline injected into the venturi.

Pour cela, l'objet de l'invention est un carburateur comportant un corps situé dans le prolongement du collecteur d'admission et doté d'un venturi, un gicleur d'essence et un papillon des gaz, dont la caractéristique principale est de comporter de plus un dispositif de niveau obtenu par débordement, relié directement à la pompe à essence, maintenant le niveau d'essence à une hauteur constante au-dessus du gicleur, 1' essence étant introduite dans le gicleur grâce au déplacement d'une palette qui ferme le dispositif de niveau et qui est animée par un électroaimant For this, the object of the invention is a carburettor comprising a body located in the extension of the intake manifold and provided with a venturi, a gas nozzle and a throttle valve, the main feature of which is to include in addition, an overflow level device connected directly to the fuel pump, maintaining the fuel level at a constant height above the nozzle, the fuel being introduced into the nozzle by moving a pallet which closes the level device and is powered by an electromagnet

commandable électroniquement.electronically controllable.

Le carburateur selon l'invention est tel, de plus, que la palette a un rapport cyclique de temps d'ouverture sur temps de cycle variable permettant d'obturer le gicleur lorsque le véhicule est à 1' arrêt et d'obtenir un réglage de la richesse du mélange air-essence notamment lors The carburetor according to the invention is such, moreover, that the pallet has a cyclic ratio of opening time on variable cycle time for closing the nozzle when the vehicle is at a standstill and to obtain a setting of the richness of the air-fuel mixture especially during

d'un départ à froid.a cold start.

D'autres caratéristiques et avantages de l'invention apparaîtront lors de la Other characteristics and advantages of the invention will appear during the

description qui suit, illustrée par les figures 2 et 3 qui, outre la figure 1 description which follows, illustrated by FIGS. 2 and 3 which, in addition to FIG.

deléjà décrite et concernant 1' art antérieur, représentent respectivement une vue schématique selon une coupe longitudinale du carburateur et une vue already described and relating to the prior art, respectively represent a schematic view in longitudinal section of the carburettor and a view

de côté.next to.

Comme cela a été mentionné auparavant, le dispositif de carburation selon l'invention ne comporte pas de cuve à essence située entre la pompe à essence du moteur et le collecteur d'admission, ni de dispositif additionnel de ralenti ni de pompe de reprise. Selon les figures 2 et 3, le carburateur comporte un corps 20 situé dans le prolongement du collecteur d'admission 21 et doté d'un étranglement ou venturi 22 destiné à accroître la vitesse de 1' air venant du filtre à air 23 et circulant dans le collecteur 21. Il comporte aussi un gicleur 24 débouchant dans le collecteur d'admission 21 au niveau de l'étranglement 22 et débitant 1' essence en quantité dosée nécessaire en mélange air-essence. Le carburateur comporte également un papillon des gaz 25 obturant ou non 4939t ' 167b le collecteur 21 et destiné à régler la quantité du mélange air-essence fournie au moteur. Selon l'invention, ce nouveau type de carburateur comporte un dispositif de niveau 26 obtenu par débordement, constitué par un tore creux 27 dont l'axe de révolution à est constitué par le gicleur 24. Une des extrémités 28 du tore 27 est confondue avec la paroi du collecteur d'admission 21 et l'autre extrémité 29 est fermée par une palette mobile 30 animée par un électroaimant 31 commandable électroniquement. Cette palette au repos est bloquée contre son siège 40 et ainsi s'oppose au passage du carburant depuis le tore 27 lusqu'au As mentioned before, the carburizing device according to the invention does not include a fuel tank located between the engine fuel pump and the intake manifold, or additional idling device or recovery pump. According to FIGS. 2 and 3, the carburettor comprises a body 20 situated in the extension of the intake manifold 21 and provided with a throat or venturi 22 intended to increase the speed of the air coming from the air filter 23 and circulating in the manifold 21. It also comprises a nozzle 24 opening into the intake manifold 21 at the throat 22 and delivering 1 gasoline dosed quantity required air-fuel mixture. The carburettor also has a throttle valve 25 or not closing 4939t '167b the manifold 21 and for adjusting the amount of air-fuel mixture supplied to the engine. According to the invention, this new type of carburettor comprises a level device 26 obtained by overflow, constituted by a hollow torus 27 whose axis of revolution is constituted by the nozzle 24. One of the ends 28 of the torus 27 is merged with the wall of the intake manifold 21 and the other end 29 is closed by a movable pallet 30 driven by an electronically controllable electromagnet 31. This pallet at rest is blocked against its seat 40 and thus opposes the passage of fuel from the torus 27 until

gicleur 24.nozzle 24.

Lorsque la palette 30 est appelée par 1' électroaimant elle s' éloigne du siège 40 et met en communication le tore 27 et le gicleur et laisse le carburant passer. Ce dispositif de niveau 26 comporte une arrivée d' essence 32 reliée directement à la pompe à essence, aboutissant dans la partie inférieure du tore 27 située en-dessous du gicleur 24. Au moins un tuyau de déversement 33 de l'essence vers le réservoir est prévu à partir de la partie supérieure du tore 27 située au-dessus du gicleur 24, de When the pallet 30 is called by the electromagnet, it moves away from the seat 40 and puts the torus 27 and the nozzle in communication and lets the fuel pass. This level device 26 comprises a fuel supply 32 connected directly to the fuel pump, ending in the lower part of the torus 27 located below the nozzle 24. At least one discharge pipe 33 of the gasoline to the reservoir is provided from the upper part of the torus 27 located above the nozzle 24,

façon à maintenir l'essence à un niveau constant au-dessus du gicleur 24. to maintain gasoline at a constant level above nozzle 24.

Enfin une mise à 1' air libre, un petit tube 34 par exemple, est prévue Finally an open air, a small tube 34 for example, is provided

pour mettre le volume intérieur du tore à la pression atmosphérique. to put the inner volume of the torus at atmospheric pressure.

Grâce au dispositif de niveau 26 ainsi disposé, le carburateur a un moindre encombrement puisqu'il n' y a plus de cuve p 1' essence est stockée et il ne présente plus de problème d'inertie d'essence à aspirer puisque le niveau de 1' essence est maintenu constamment au-dessus du niveau du gicleur 24 assurant ainsi de meilleurs réponses. Pour respecter les règles de sécurité tant à 1' arrêt qu'en décélération, 1' électroaimant 31 est commandé pour que la palette 30 ferme le tore 27 afin d'obturer le gicleur 24. Le trop-plein d'essence, lorsque le véhicule est en pente, est évacué par le ou les tuyaux de déversement 33, à large section, qui ramènent 1' essence en excédent au réservoir. Lorsque le moteur fonctionne au ralenti, il suffit de commander 1' électroaimant 31 avec le rapport cyclique voulu pour que la palette 30, laisse ainsi passer la quantité d'essence nécessaire au moteur, pour qu'il ne cale pas. De même, lors des départs à froid du moteur, l'augmentation du temps d'ouverture de la Thanks to the level device 26 thus arranged, the carburetor has a smaller footprint since there is more tank for gasoline is stored and it no longer has gasoline inertia problem to aspire since the level of The gasoline is constantly maintained above the level of the nozzle 24 thus ensuring better responses. In order to comply with the safety rules both when stopping and decelerating, the electromagnet 31 is controlled so that the pallet 30 closes the torus 27 in order to close the nozzle 24. The overflow of gasoline, when the vehicle is sloped, is discharged by the discharge pipe or pipes 33, large section, which bring 1 gasoline surplus tank. When the engine is running at idle speed, it is sufficient to control the electromagnet 31 with the desired duty cycle so that the pallet 30 passes the amount of fuel required by the engine so that it does not stall. Likewise, during cold starts of the engine, the increase in the opening time of the

49398 1 167649398 1 1676

- 4 -- 4 -

- 5 - 287759- 5 - 287759

palette permet un enrichissement adéquat du mélange air-essence. Il est aussi possible d'associer à ce carburateur un papillon à gaz motorisé pallet allows an adequate enrichment of the air-fuel mixture. It is also possible to associate with this carburetor a motorized gas throttle

électriquement qui assure la régulation au ralenti. electrically which provides regulation at idle.

Un autre avantage du carburateur selon l'invention est la possibilité de régler la richesse du mélange air-essence du moteur selon les conditions de fonctionnement, sans adjonction d'un circuit supplémentaire mais simplement par variation du rapport cyclique de temps d'ouverture sur temps de fermeture. Ce rapport cyclique est proportionnel à la richesse du mélange air-essence. Si le temps d'ouverture est court, on obtient un Another advantage of the carburetor according to the invention is the ability to adjust the richness of the air-fuel mixture of the engine according to the operating conditions, without adding an additional circuit but simply by varying the duty cycle time-on-time ratio. closure. This cyclic ratio is proportional to the richness of the air-fuel mixture. If the opening time is short, we get a

mélange plus pauvre réalisant une utilisation à faible taux de pollution. poorer mixture achieving low pollution use.

Par contre, quand on souhaite une puissance du moteur plus élevée, on peut enrichir le mélange air-essence en commandant- un temps d'ouverture de la palette plus long. On peut asservir cette commande de la richesse du mélange à l'information donnée par un capteur de richesse, telle une On the other hand, when a higher engine power is desired, the air-fuel mixture can be enriched by controlling a longer opening time of the pallet. This control of the richness of the mixture can be enslaved to the information given by a wealth sensor, such as a

sonde lambda par exemple.lambda probe for example.

L'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit, mais comprend bien entendu les équivalents techniques des moyens et de leurs combinaisons si elles sont effectuées dans l'esprit de l'invention et mises The invention is not limited to the embodiment described, but of course includes the technical equivalents of the means and their combinations if they are made in the spirit of the invention and put

en oeuvre dans le cadre des revendications suivantes. implemented in the context of the following claims.

49 4c À.. -49 4c To .. -

- 6 - 2587759- 6 - 2587759

Claims

Carburetor in which the air-fuel mixture necessary for the operation of an internal combustion engine is produced, comprising: a body (20) situated in the extension of the intake manifold (21) and having a throttling (22); ) for increasing the speed of 1 air in the manifold, - a nozzle (24) opening into the manifold (21) at one throat (22) and delivering gasoline, - a throttle valve (25) placed across the manifold (21) and intended to adjust the amount of air-fuel mixture supplied to the engine, characterized in that it further comprises: a level device (26) obtained by overflow consisting of a hollow torus ( 27) whose axis of revolution (A.) is constituted by the nozzle (24), one of the ends (28) of the torus being merged with the wall of the collector (21) and the other (29) being closed by a pallet (30) movable, armed by an electronically controllable electromagnet (31), a fuel supply (32) connected directly to the fuel pump of the engine and terminating in the lower part of the level device (26) below the nozzle (24), at least one spill pipe (33) of the gasoline to the starting tank the upper part of the level device (26) located above the nozzle (24), - venting (34) of the inner volume of the torus (27), so that in the torus ( 27), the level of the gasoline coming directly from the fuel pump is kept constant, above the nozzle (24), the gasoline being introduced into the nozzle (24) when the pallet (30) is slightly separated from the torus (27) by

1 'electromagnet (31).

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- 7 2-

- 2587759

Carburettor according to claim 1, characterized in that the pallet (30) is driven by the electromagnet (31) so that the duty cycle ratio of the opening time to the cycle time is variable,

allowing adjustment of the richness of the air-fuel mixture.

Carburetor according to claim 2, characterized in that the pallet (30) closes the end (29) of the torus (27) when the vehicle is stationary.

or in deceleration.

4. Carburettor according to claim 2, characterized in that the time during which the pallet (30) is slightly spaced from one end (29) of the core (27) during the cold starts of the vehicle is close to the cycle time.

5. Carburettor according to claim 2, characterized in that it comprises an electrically motorized throttle valve, providing regulation at idle. 493-q '' t