FR2625262A1

FR2625262A1 - ELECTRIC SLOW MOTION CARBURETOR

Info

Publication number: FR2625262A1
Application number: FR8718025A
Authority: FR
Inventors: Michael Pontoppidan
Original assignee: Solex SA
Current assignee: Solex SA
Priority date: 1987-12-23
Filing date: 1987-12-23
Publication date: 1989-06-30
Anticipated expiration: 2007-12-23
Also published as: IT1235346B; GB2212217B; IT8848701A0; DE3842466A1; ES2013384A6; GB8829781D0; FR2625262B1; GB2212217A; BR8806919A

Abstract

Le carburateur comprend un corps dans lequel est ménagé un conduit d'admission 12 contenant un organe d'étranglement 13 commandé par le conducteur et un canal de ralenti 17 qui débouche dans le conduit d'admission en aval de l'organe d'étranglement et qui reçoit de l'air et du combustible par l'intermédiaire d'orifices calibrés respectifs 21, 22 pour constituer un mélange primaire d'air et de combustible. Au lieu d'une vis de réglage, le carburateur comprend une vanne à commande électrique 28 placée sur le canal de ralenti 17 et un circuit 31 de commande de la vanne ayant : des entrées reliées à des capteurs 32, 33 de paramètres de fonctionnement du moteur incluant au moins la vitesse de rotation N du moteur et excluant la composition des gaz d'échappement; une sortie destinée à fournir un signal pulsé à rapport cyclique RCO variable à ladite vanne 28; et une mémoire de stockage de la valeur du rapport cyclique pour une pluralité de combinaisons desdits paramètres de fonctionnement.The carburetor comprises a body in which is formed an intake duct 12 containing a throttle member 13 controlled by the driver and an idling channel 17 which opens into the intake duct downstream of the throttle member and which receives air and fuel via respective calibrated orifices 21, 22 to constitute a primary mixture of air and fuel. Instead of an adjustment screw, the carburetor comprises an electrically controlled valve 28 placed on the idle channel 17 and a valve control circuit 31 having: inputs connected to sensors 32, 33 of operating parameters of the engine including at least the engine speed N and excluding the composition of the exhaust gases; an output for providing a pulsed variable RCO duty cycle signal to said valve 28; and a memory for storing the value of the duty cycle for a plurality of combinations of said operating parameters.

Description

Carburateur à réqlaqe électrique du ralenti.Electric idle carburetor.

La présente invention concerne les carburateurs pour moteurs à combustion interne du type comprenant un corps dans lequel est ménagé un conduit d'admission con- The present invention relates to carburetors for internal combustion engines of the type comprising a body in which is formed an intake duct

tenant un organe d'étranglement commandé par le conduc- holding a throttle controlled by the conduc-

teur et un canal de ralenti qui débouche dans le conduit d'admission en aval de l'organe d'étranglement et qui reçoit de l'air et du combustible par l'intermédiaire d'orifices calibrés respectifs pour constituer un tor and an idle channel which opens into the intake duct downstream of the throttle member and which receives air and fuel through respective calibrated orifices to constitute a

mélange primaire d'air et de combustible. primary mixture of air and fuel.

Le carburateur doit être prévu pour que le débit de mélange primaire s'adapte aux différentes phases de The carburetor must be provided so that the primary mixture flow adapts to the different phases of

fonctionnement du moteur, notamment lors des transitoi- engine operation, especially during transit

res. Le canal de ralenti doit assurer cette fonction depuis le fonctionnement au ralenti jusqu'à l'amorçage d'un système de jaillissement principal qui, en général, débouche dans le conduit d'admission au col d'un venturi res. The idling channel must perform this function from idling to the initiation of a main spouting system which, in general, opens into the intake duct at the neck of a venturi

situé en amont de l'organe d'étranglement. located upstream of the throttle body.

Au fur et à mesure que l'on ouvre l'organe d'étranglement à partir de sa position de ralenti, le moteur doit recevoir un débit croissant de mélange mais As the throttle valve is opened from its idle position, the engine must receive an increasing flow of mixture but

la richesse de ce dernier doit être constante. the richness of the latter must be constant.

On a tenté de résoudre ce problème en faisant déboucher le canal de ralenti non seulement par un trou de ralenti situé en aval de l'organe d'étranglement (trou dont on ajuste la section de passage à l'aide d'une vis de richesse réglable) mais encore par des orifices dits de by-pass ou de progression qui passent d'amont en aval de l'organe d'étranglement lorsque celui-ci s'ouvre à partir de sa position d'ouverture minimale, correspondant au ralenti. Les orifices peuvent être regroupés sous forme d'une fente unique parallèle à We tried to solve this problem by opening the idle channel not only through an idle hole located downstream of the throttle member (hole whose cross section is adjusted using a richness screw adjustable) but also by so-called bypass or progression orifices which pass from upstream to downstream of the throttling member when the latter opens from its minimum open position, corresponding to idling. The orifices can be grouped in the form of a single slot parallel to

l'axe du conduit d'admission.the axis of the intake duct.

Les trous et les fentes de progression sont dif- The progress holes and slots are different

ficiles à réaliser avec précision dans des carburateurs fabriqués de série. Or une grande précision est requise pour assurer le fonctionnement du moteur sans à coup easy to achieve with precision in mass-produced carburetors. However, great precision is required to ensure smooth operation of the engine.

lorsqu'on l'accélère à partir du ralenti. when accelerated from idle.

On a par ailleurs proposé (US-A-4 336 779) de placer une vanne à commande électrique sur un canal appartenant au système de ralenti et de régler en permanence. le rapport cyclique d'ouverture de cette vanne à partir de signaux d'entrée provenant notamment It has also been proposed (US-A-4,336,779) to place an electrically controlled valve on a channel belonging to the idling system and to adjust continuously. the cyclic opening ratio of this valve from input signals notably from

d'une sonde sensible à la composition des gaz d'échap- a probe sensitive to the composition of exhaust gases

pement du moteur. Ce dispositif à pour but de réaliser engine. This device aims to achieve

une régulation dite "bouclée" dont on connaît les incon- so-called "closed loop" regulation, the disadvantages of which are known

vénients et notamment le temps de réponse excessif, problems and in particular the excessive response time,

surtout à des régimes proches du ralenti. especially at speeds close to idling.

La présente invention vise à fournir un carbu- The present invention aims to provide a fuel

rateur répondant mieux que ceux antérieurement connus aux exigences de la pratique, notamment en ce qu'il permet d'obtenir une transition régulière du ralenti à rator responding better than those previously known to the requirements of the practice, in particular in that it allows a smooth transition from idle to

l'amorçage du circuit de jaillissement principal. priming of the main spouting circuit.

Dans ce but l'invention propose notamment un carburateur du genre cidessus défini caractérisé en ce qu'il comprend une vanne à commande électrique placée sur le canal de ralenti et un circuit de commande de la vanne ayant: des entrées reliées à des capteurs de paramètres de fonctionnement du moteur incluant au moins To this end, the invention proposes in particular a carburetor of the above defined type characterized in that it comprises an electrically controlled valve placed on the idling channel and a valve control circuit having: inputs connected to parameter sensors engine operation including at least

la vitesse de rotation du moteur et excluant la composi- the engine speed and excluding the composition

tion des gaz d'échappement; une sortie destinée à fournir un signal pulsé à rapport cyclique variable à ladite vanne; et une mémoire de stockage de la valeur du rapport cyclique pour une pluralité de combinaisons tion of exhaust gases; an output for supplying a pulsed signal with variable duty cycle to said valve; and a memory for storing the value of the duty cycle for a plurality of combinations

desdits paramètres de fonctionnement. said operating parameters.

Les paramètres de fonctionnement sont, dans une réalisation simple, la vitesse N du moteur et l'angle d'ouverture du papillon qui peut être compté à partir de la position d'ouverture minimale, correspondant au The operating parameters are, in a simple embodiment, the engine speed N and the throttle opening angle which can be counted from the minimum opening position, corresponding to the

ralenti.slow motion.

L'invention trouve un intérêt particulier dans le cas des carburateurs dits "électroniques" et/ou munis d'un système d'étouffement qui implique la présence d'une vanne à commande électrique souvent appelée "étouffoir". En effet, on peut alors souvent faire remplir plusieurs fonctions à la même électrovanne et-la The invention is of particular interest in the case of so-called "electronic" carburetors and / or provided with a suffocation system which implies the presence of an electrically controlled valve often called "suffocator". In fact, we can often have several functions performed by the same solenoid valve and

mise en oeuvre de l'invention ne complique pas notable- implementation of the invention does not complicate notable-

ment le carburateur.the carburetor.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de The invention will be better understood on reading

la description qui suit d'un mode particulier de réali- the following description of a particular mode of realization

sation, donné à titre d'exemple non limitatif et de la comparaison qui en est faite avec l'art antérieur. Sur les dessins: - la figure 1 montre schématiquement le débouché du canal de ralenti dans le conduit d'admission d'un carburateur suivant une disposition classique à l'heure actuelle; sation, given by way of non-limiting example and the comparison made with the prior art. In the drawings: - Figure 1 schematically shows the outlet of the idle channel in the intake duct of a carburetor according to a conventional arrangement at present;

- la figure 2 montre schématiquement la consti- - Figure 2 shows schematically the consti-

tution du canal de ralenti dans un mode de réalisation suivant l'invention; - la figure 3 est une illustration schématique d'une loi possible de variation du rapport cyclique d'ouverture en fonction de la vitesse N et de l'angle tution of the idle channel in an embodiment according to the invention; - Figure 3 is a schematic illustration of a possible law of variation of the opening duty cycle as a function of the speed N and the angle

d'ouverture a, suivant un mode particulier d'exécution. opening a, according to a particular mode of execution.

La figure 1 montre la partie basse du corps 11 d'un carburateur dans lequel est ménagé un conduit d'admission 12. Un organe d'étranglement 13, constitué Figure 1 shows the lower part of the body 11 of a carburetor in which is formed an intake duct 12. A throttle member 13, consisting

par un papillon dont l'axe 14 est relié par une tringl- by a butterfly whose axis 14 is connected by a rod

erie à une pédale d'accélération, est disposé dans le erie to an accelerator pedal, is arranged in the

conduit d'admission 12.intake duct 12.

Dans le corps est ménagé un canal de ralenti 17 In the body is provided an idle channel 17

qui reçoit de l'air et du combustible par l'intermédiai- which receives air and fuel through-

re d'étranglements calibrés non représentés. Ce canal débouche dans le conduit d'admission 12 par un trou 16 re of calibrated throttles not shown. This channel opens into the intake duct 12 through a hole 16

placé de façon à être en aval du papillon 13 même lors- placed so as to be downstream of the butterfly 13 even when

que celui-ci occupe la position de ralenti ou d'ouver- whether it occupies the idle or open position

ture minimum o il est représenté sur la figure 1. Le canal 17 débouche également dans le conduit d'admission 12 par des orifices de progression 16a, disposés de façon à passer successivement d'amont en aval de la tranche du papillon 13 lorsque celui-ci s'ouvre à partir minimum size where it is shown in FIG. 1. The channel 17 also opens into the intake duct 12 by progression orifices 16a, arranged so as to pass successively from upstream to downstream of the section of the butterfly 13 when the latter this opens from

de sa position d'ouverture minimum.from its minimum opening position.

Dans les carburateurs classiques, la section de passage offerte par le trou 16 est réglable à l'aide d'une vis à pointeau 18 munie d'un ressort de freinage 19. Le carburateur suivant un mode de réalisation de l'invention montré schématiquement en figure 2 comporte également un corps 11 percé d'un passage d'admission 12 dans lequel se trouve un papillon 13. Le canal de ralenti 17 alimenté en air à partir de l'entrée d'air 20 par l'intermédiaire d'un orifice calibré 21 et en combustible à partir d'une cuve à niveau constant par l'intermédiaire d'un autre orifice calibré 22 débouche cette fois dans le conduit d'admission par un trou 16 placé en aval de la tranche du papillon quelle que soit l'ouverture de ce dernier. Un système de jaillissement principal, non représenté car il n'est pas concerné par l'invention, débouche au col d'un venturi 23, monté dans In conventional carburetors, the passage section offered by the hole 16 is adjustable using a needle screw 18 provided with a braking spring 19. The carburetor according to an embodiment of the invention shown diagrammatically in Figure 2 also includes a body 11 pierced with an intake passage 12 in which there is a throttle valve 13. The idle channel 17 supplied with air from the air inlet 20 via an orifice calibrated 21 and in fuel from a constant-level tank through another calibrated orifice 22 this time opens into the intake duct through a hole 16 placed downstream of the edge of the butterfly whatever the opening of the latter. A main spouting system, not shown since it is not concerned with the invention, opens out at the neck of a venturi 23, mounted in

le conduit d'admission 12, par une tubulure centrale 24. the intake duct 12, through a central tube 24.

Le passage de mélange primaire par le trou 16 est commandé par une électrovanne 28 comportant un clapet d'obturation 29 déplaçable entre une position The passage of primary mixture through hole 16 is controlled by a solenoid valve 28 comprising a shutter valve 29 movable between a position

d'appui sur un siège entourant le trou 16 et une posi- bearing on a seat surrounding the hole 16 and a posi-

tion o il libère le siège. Un ressort de rappel non représenté tend à amener le clapet dans une de ses positions extrêmes, en général la position de pleine ouverture. Un bobinage 30 de l'électrovanne est prévu pour appliquer le clapet sur son siège lorsqu'il est excité. tion where he releases the seat. A return spring, not shown, tends to bring the valve into one of its extreme positions, in general the fully open position. A winding 30 of the solenoid valve is provided to apply the valve to its seat when it is energized.

L'électrovannrie 28 est prévue pour avoir un fonc- The solenoid valve 28 is designed to have a function

tionnement pulsé, avec un rapport cyclique d'ouverture variable en fonction de la valeur de divers paramètres de fonctionnement du moteur. Les signaux d'excitation de l'électrovanne 28 sont fournis par un circuit 31. Ce circuit comporte plusieurs entrées reliées, dans le mode de réalisation illustré, l'une à un capteur 32 fournis- sant un signal analogique de sortie proportionnel à l'angle d'ouverture du papillon 13, l'autre à un capteur 33 de vitesse du moteur. Ce dernier capteur peut être monté sur le système d'allumage et fournir une impulsion pulsed operation, with a variable opening duty cycle as a function of the value of various engine operating parameters. The excitation signals of the solenoid valve 28 are supplied by a circuit 31. This circuit has several inputs connected, in the illustrated embodiment, one to a sensor 32 providing an analog output signal proportional to the opening angle of the throttle valve 13, the other to a motor speed sensor 33. This latter sensor can be mounted on the ignition system and provide a pulse

à chaque étincelle d'allumage du moteur. at each ignition spark of the engine.

Le circuit 31 peut avoir une constitution géné- Circuit 31 may have a general constitution

rale connue. Il comportera un convertisseur analogique/ known rale. It will include an analog /

numérique permettant d'obtenir une représentation numé- digital to obtain a digital representation

rique de l'angle d'ouverture a et une mémoire cartogra- risk of the opening angle a and a map memory

phique constituée par exemple par un réseau programmable faisant correspondre une valeur du rapport cyclique d'ouverture à chaque couple de valeur a, N. Le circuit phique constituted for example by a programmable network making correspond a value of the cyclic opening ratio to each couple of value a, N. The circuit

peut être prévu pour que la cadence des impulsions en- may be provided so that the pulse rate between

voyées par le circuit 31 à l'électrovanne 28 corresponde à la fréquence des impulsions d'allumage fournies par le capteur 33. Toutefois, le circuit fonctionnera plutôt dans la plupart des cas à une fréquence de rotation fixe seen by the circuit 31 at the solenoid valve 28 corresponds to the frequency of the ignition pulses supplied by the sensor 33. However, the circuit will in most cases operate at a fixed rotation frequency

de l'ordre de 100 Hz.of the order of 100 Hz.

Le circuit 31 peut être muni de moyens d'ajusta- The circuit 31 can be provided with means of adjustment

ge manuel schématisés sur la figure 2 par l'entrée 34 et pouvant être constitués par une résistance ajustable modifiant les caractéristiques du convertisseur analogique/numérique placé sur l'entrée reliée au manual ge schematized in Figure 2 by input 34 and may be constituted by an adjustable resistor modifying the characteristics of the analog / digital converter placed on the input connected to

capteur d'angle par exemple.angle sensor for example.

Le fonctionnement du dispositif qui vient d'être décrit apparaît immédiatement. Il peut correspondre à une loi de variation du rapport cyclique d'ouverture de l'électrovanne RCO en fonction de la vitesse N et de l'angle a du genre montré en figure 3. Les valeurs du RCO sont préalablement mémorisées dans le circuit de commande 31. Au ralenti, alors que la vitesse du moteur est minimale (par exemple 1000 t/mn) et que l'angle d'ouverture du papillon est nul, le rapport cyclique d'ouverture est maintenu à 80 '%. Lorsque l'angle d'ouverture du papillon dépasse 10 environ et continue à augmenter, le circuit de commande 31 réduit progressi- vement le rapport cyclique d'ouverture. A ouverture donnée du papillon, ce rapport cyclique dépend également The operation of the device which has just been described appears immediately. It can correspond to a law of variation of the opening duty cycle of the RCO solenoid valve as a function of the speed N and of the angle a of the kind shown in FIG. 3. The values of the RCO are stored beforehand in the control circuit 31. At idle, when the engine speed is minimum (for example 1000 rpm) and the throttle opening angle is zero, the opening duty cycle is maintained at 80%. When the throttle opening angle exceeds about 10 and continues to increase, the control circuit 31 progressively reduces the opening duty cycle. At a given butterfly opening, this duty cycle also depends

de la vitesse prise par le moteur, ce qui évite notam- of the speed taken by the motor, which in particular avoids

ment l'emballement de ce dernier.ment the runaway of the latter.

Le jeu de courbes montré en figure 3 peut être The set of curves shown in Figure 3 can be

déterminé par des essais au banc ou sur route. determined by bench or road tests.

Dans le mode de réalisation montré en figure 2, le canal de ralenti est démuni de toute vis de réglage manuel. On pourrait cependant maintenir, en plus du In the embodiment shown in Figure 2, the idle channel is devoid of any manual adjustment screw. We could however maintain, in addition to

canal 17, un canal supplémentaire à réglage manuel. channel 17, an additional channel with manual adjustment.

Dans le cas particulièrement intéressant d'un carburateur à commande électronique, l'électrovanne 28 In the particularly interesting case of an electronically controlled carburetor, the solenoid valve 28

peut également être utilisée pour remplir d'autres fonc- can also be used to perform other functions

tions, et notamment celles dénommées coupure en décélé- tions, and in particular those called decelerated deceleration

ration et étouffement lors de la coupure d'allumage du moteur. Pour assurer la fonction de coupure lorsque le moteur est en décélération, c'est-à-dire lorsque a = O et que la vitesse N du moteur est supérieure à une vitesse déterminée alors que le moteur est couplé aux roues, il suffit de munir le circuit de commande 31 d'une entrée supplémentaire reliée à un contact 35 placé sur la boîte de vitesse pour déterminer si le moteur est ration and suffocation when switching off the engine. To ensure the cut-off function when the engine is decelerating, that is to say when a = O and the speed N of the engine is greater than a determined speed while the engine is coupled to the wheels, it suffices to provide the control circuit 31 of an additional input connected to a contact 35 placed on the gearbox to determine if the engine is

attelé aux roues.hitched to the wheels.

La fonction d'étouffement lors de la coupure de l'allumage du moteur peut être réalisée sans adjonction de capteurs supplémentaires: la fonction consiste en effet simplement à maintenir l'électrovanne 28 fermée pendant un laps de temps déterminé après coupure de The muffling function when the engine ignition is switched off can be performed without adding additional sensors: the function in fact simply consists in keeping the solenoid valve 28 closed for a determined period of time after switching off the

l'allumage, que le capteur 33 permet de détecter. ignition, which the sensor 33 can detect.

Il est encore possible de maintenir une liaison entre le canal de ralenti 17 et la fraction du conduit d'admission placé en amont du papillon pour augmenter la It is still possible to maintain a connection between the idle channel 17 and the fraction of the intake duct placed upstream of the throttle valve to increase the

dynamique de fonctionnement du dispositif. operating dynamics of the device.

Claims

1. Carburetor for internal combustion engine comprising a body in which is formed an intake duct (12) containing a throttle member (13) controlled by the driver and an idling channel (17) which opens into the duct d inlet downstream of the throttle member and which receives air and fuel via respective calibrated orifices (21, 22) to constitute a primary mixture

of air and fuel, characterized in that it comprises

takes an electrically controlled valve (28) placed on the idle channel (17) and a valve control circuit (31) having: inputs connected to sensors (32,33) of engine operating parameters including minus the engine speed (N) and excluding the composition of the exhaust gases; an output for supplying a pulsed signal with variable duty cycle (RCO) to said valve (28); and a memory for storing the value of the duty cycle for a plurality of combinations of said operating parameters.

2. Carburetor according to claim 1, charac-

terized in that the engine operating parameters are the speed (N) and the opening angle (a) of the

butterfly.

3. Carburetor according to claim 1 or 2, characterized in that the idle channel is devoid of

manual means of adjustment.

4. Carburetor according to claim 1, 2 or 3, characterized in that said valve control circuit supplies the latter with a pulsed signal to a

fixed frequency, usually around 100 Hz.

5. Carburetor according to any one of the res-

dications previous, characterized in that it is also provided to keep the solenoid valve closed when the engine speed is higher than a determined value, that the opening angle of the throttle valve is zero

and that the engine is coupled to the wheels.