Dispositif de carburation Fuel system
La présente invention concerne un dispositif de carbu tion permettant l'amélioration des caractéristiques des moteurs à explosion (puissance, consommation, couple, pollution) .The present invention relates to a fuel device allowing the improvement of the characteristics of internal combustion engines (power, consumption, torque, pollution).
Les carburateurs actuels pour moteurs à explosion son affectés de nombreux inconvénients.Malgré toutes les recherches et réalisations modernes, aucune solution ne donne entière satisfaction quant à l'amélioration de leur rendement.Current carburetors for internal combustion engines have many drawbacks. Despite all modern research and development, no solution is entirely satisfactory as regards improving their efficiency.
Principalement du fait que leur venturi est fixe, les conditions d'homogénéité du mélange air/essence ne sont remplies que sur une- plage réduite d'utilisation.Mainly because their venturi is fixed, the conditions for homogeneity of the air / fuel mixture are only met over a reduced range of use.
En effet, il est connu que l'homogénéité optimum du mélange (donc pulvérisation optimum du carburant) dépend de la vites de déplacement des gaz dans le venturi. Cette vitesse doit être cons et égale à 120 m/s. Cette condition n'est pas respectée dans l'état actuel de la technique.Indeed, it is known that the optimum homogeneity of the mixture (therefore optimum spraying of the fuel) depends on the speed of movement of the gases in the venturi. This speed must be cons and equal to 120 m / s. This condition is not met in the current state of the art.
De plus, nous savons que, pour brûler complètement 1 gramme d'essence, il faut environ 14 grammes d'air, cette proportio correspond au mélange théorique donnant une combustion complète. Le rapport air/essence doit être constant quelle que soit la charge. Dans l'état actuel de la technique, cette condition n'est pas respectIn addition, we know that to burn 1 gram of gasoline completely, you need about 14 grams of air, this proportio corresponds to the theoretical mixture giving complete combustion. The air / fuel ratio must be constant regardless of the load. In the current state of the art, this condition is not respected
Dans les carburateurs actuels, la quantité de carburan délivrée par les gicleurs de ralenti et de marche normale dépend du calibre de ceux-ci et de la dépression régnant dans le venturi. Le rapport air/essence ne peut être constant, ce qui entraîne : - Un mélange trop riche à bas régimes (consommation élevée, pollution usure prématurée du moteur)In current carburetors, the quantity of carburan delivered by the idle and normal running nozzles depends on the caliber of these and the vacuum prevailing in the venturi. The air / fuel ratio cannot be constant, which results in: - A mixture that is too rich at low speeds (high consumption, pollution, premature engine wear)
- Un mélange trop pauvre à hauts régimes (élévation de la température du moteur, manque de puissance) .- A mixture that is too lean at high speeds (rise in engine temperature, lack of power).
Les qualités principales que l'on peut demander à un moteur équipé d'un carburateur sont :The main qualities that can be asked of an engine equipped with a carburetor are:
- puissance maximale ;- maximum power ;
- consommation minimale ;- minimum consumption;
- reprises franches ;- frank recoveries;
- départ facile à froid et mise en action rapide ; - bon ralenti en charge.
Dans l'état actuel de la technique, il est évident que l'on ne peut pas développer une de ces qualités sans en sacrifier plusie autres.- easy cold start and quick action; - good idling under load. In the current state of the art, it is obvious that one cannot develop one of these qualities without sacrificing several others.
En outre, ne pouvant maintenir constantes les caracté- ristiques optimales de la veine gazeuse (vitesse, rapport air/essence) dans le venturi, du ralenti au plein régime, on a recours, pour les reprises, à un dispositif enrichisseur (pompe de reprise) évitant au moteur une chute de régime à l'accélération. D'où consommation supplé¬ mentaire à chaque sollicitation de la pédale d'accélérateur. En théorie, la meilleure méthode consiste à utiliser au maximum le pouvoir calorifique de l'essence : il faut tirer d'une quantité déterminée d'essence, le plus grand travail possible. Pour cela, on doit donc veiller au dosage exact du mélange et à sa préparatio physique convenable. L'état physique du mélange est déterminé par son homogénéité, sa pulvérisation et sa vaporisation complète au moment de l'allumage.In addition, not being able to keep constant the optimal characteristics of the gas stream (speed, air / fuel ratio) in the venturi, from idle to full speed, we use, for the recoveries, an enriching device (recovery pump ) preventing the engine from falling during acceleration. Hence additional consumption each time the accelerator pedal is pressed. In theory, the best method is to use the calorific value of the gasoline as much as possible: you have to extract as much gasoline as possible, the greatest possible work. For this, we must therefore ensure the exact dosage of the mixture and its proper physical preparation. The physical state of the mixture is determined by its homogeneity, its spraying and its complete vaporization at the time of ignition.
L'expérience montre que l'on obtient des puissances élevées avec des mélanges riches et de faibles consommations avec des mélanges pauvres. La principale source de pollution émanant des moteurs à explosion vient d'une combustion imparfaite des gaz renvoyés à l'air libre sous la forme de monoxyde de carbone (CO) . Si le mélange air/essen envoyé dans le moteur pouvait être entièrement brûlé, on obtiendrait alors une puissance maximale sans émission de CO. On connaît, par le document DE-A-3231937 un dispositif de carburation comportant une arrivée d'air à section variable, un dispositif de dosage de carburant à aiguille dont le débit est lié à la grandeur de ladite section variable et un régulateur de débit du mélange carburé de type papillon. La variation de la surface de passage d'air se fait d'un tiroir métallique rectangulaire, dont le déplacement engendre ladite variation.Experience shows that high powers are obtained with rich mixtures and low consumption with poor mixtures. The main source of pollution from internal combustion engines comes from imperfect combustion of the gases returned to the open air in the form of carbon monoxide (CO). If the air / fuel mixture sent to the engine could be completely burned, we would obtain maximum power without CO emission. Document DE-A-3231937 discloses a carburetion device comprising an air inlet with variable section, a fuel metering device with needle whose flow rate is linked to the size of said variable section and a flow regulator of the butterfly type fuel mixture. The variation of the air passage surface is made of a rectangular metal drawer, the displacement of which generates said variation.
Une telle forme rectangulaire est peu favorable à l'hom généisation du mélange air/essence. De plus, l'aiguille de dosage du déb d'essence étant solidaire de façon directe du tiroir, il en résulte une mauvaise distribution du carburant. Le système est peu souple, ce qui se traduit par une sensibilité du dispositif à la pression extérieure,
la puissance délivrée n'étant donc pas constante quelle que soit la pression atmosphérique. Il en résulte le fait que la puissance délivrée par le moteur diminue avec l'altitude du lieu.Such a rectangular shape is not very favorable for the homogenization of the air / gasoline mixture. In addition, the fuel flow metering needle being directly attached to the drawer, this results in poor fuel distribution. The system is not very flexible, which results in a sensitivity of the device to external pressure, the power delivered therefore not being constant whatever the atmospheric pressure. This results in the fact that the power delivered by the engine decreases with the altitude of the place.
On connaît, par le document FR-A-7530041 , un carburate à double corps comportant un venturi à section variable. Le venturi est constitué au moyen d'une buse variable commandée par une chambre toriqu Le diamètre du venturi est minimum lorsque la chambre torique est sous pression. Lorsque la pression dans la chambre torique diininue, le diamètre du venturi augmente. Ce système présente plusieurs inconvénients. Tout d'abord, comme il faut appliquer une pression à la chambre torique, et par conséquent à la buse élastique, il en résulte que la section du venturi n'est pas régulière et présente des irrégularités de forme qui ne sont pas favorables à l'écoulement du mélange carburé. Des remous sont ainsi créés et le mélange perturbé arrive dans de mauvaises conditions dans le moteur. De plus, les déformations sus-mentionnées fo que le passage des gaz dans le deuxième corps ne sera pas complètement obturé au ralenti. Enfin, ce système est peu satisfaisant sur le plan de la sécurité, car il impose une action positive de pression pour la mise au ralenti du moteur : si le dispositif de pression tombe en panne, il peut s'en suivre une augmentation de puissance du moteur, non contrôlée.Document FR-A-7530041 discloses a double-body carburate comprising a variable section venturi. The venturi is formed by means of a variable nozzle controlled by a toric chamber. The diameter of the venturi is minimum when the toric chamber is under pressure. When the pressure in the toroidal chamber decreases, the diameter of the venturi increases. This system has several drawbacks. First of all, as it is necessary to apply pressure to the toric chamber, and consequently to the elastic nozzle, it follows that the section of the venturi is not regular and has irregularities of shape which are not favorable to the flow of the fuel mixture. Eddies are thus created and the disturbed mixture arrives in bad conditions in the engine. In addition, the aforementioned deformations fo that the passage of gases in the second body will not be completely closed at idle. Finally, this system is unsatisfactory from a safety point of view, since it requires a positive pressure action to idle the engine: if the pressure device breaks down, it may result in an increase in the power of the motor, not controlled.
Par ailleurs, on observera que le carburateur décrit dans ce document est un carburateur à double corps. D'une manière généra il est économiquement et techniquement souhaitable d'avoir, dans la mesure du possible, des carburateurs à simple corps susceptibles de contrôler de façon optimale une carburation à tous les régimes et à coûtes les charges.Furthermore, it will be observed that the carburetor described in this document is a double-barrel carburetor. Generally it is economically and technically desirable to have, as far as possible, single-barrel carburetors capable of optimally controlling carburetion at all speeds and at cost charges.
L'invention, telle que caractérisée dans ses revendica- tions, et notamment dans la revendication 1, pallie les inconvénients rappelés plus haut et notamment ceux propres aux dispositifs de carbu¬ ration divulgués dans les deux documents mentionnés ci-dessus.The invention, as characterized in its claims, and in particular in claim 1, overcomes the drawbacks mentioned above and in particular those specific to the carbu¬ ration devices disclosed in the two documents mentioned above.
Grâce à son venturi variable et à son dispositif de dosage de carburant, l'invention permet d'abaisser le taux de pollution, de réduire la consommation de carburant et d'améliorer les performances
d'ensemble du moteur. Ceci pour deux raisons principales :Thanks to its variable venturi and its fuel metering device, the invention makes it possible to lower the rate of pollution, reduce fuel consumption and improve performance of the engine. This for two main reasons:
1. L'atomisation du carburant est améliorée en particul à faible régime moteur et faible charge.1. The atomization of the fuel is improved in particular at low engine speed and low load.
2. Le contrôle du rapport air/essence est plus précis à tous les régimes et à toutes les charges, y compris au ralenti et à pleine ouverture du papillon d'accélérateur.2. The air / fuel ratio control is more precise at all speeds and at all loads, including at idle and at full opening of the throttle valve.
De plus, le carburateur à venturi variable permet d'éliminer en grande partie ce genre de problème, car la section du venturi est fonction de l'air exigé par le moteur.In addition, the variable venturi carburetor largely eliminates this kind of problem, because the cross section of the venturi depends on the air required by the engine.
Par exemple, au régime moteur maximum, le venturi est grand ouvert et permet le passage d'un volume d'air suffisant pour obtenir une puissance maximale . A mesure que le régime moteur et la puissance diminuent, il y a également diminution de l'air consommé, d'où la fermeture proportionnelle du venturi. La vitesse d'écoulement de la veine d'air dans le venturi est constante sur toute la plage d'utilisation du moteur.For example, at maximum engine speed, the venturi is wide open and allows the passage of a sufficient volume of air to obtain maximum power. As the engine speed and power decrease, there is also a decrease in the air consumed, hence the proportional closing of the venturi. The flow velocity of the air stream in the venturi is constant over the entire operating range of the motor.
La préparation physique du mélange est obtenue grâce à la vitesse de la veine d'air dans le carburateur, (indépendamment des régimes du moteur du fait de la variation du venturi) du ralenti au régime maximum. La vitesse retenue pour la veine d'air est de 120 m/s, favorable à une bonne pulvérisation du carburant et homogénéisation du mélange, ce qui entraîne une facilité de vaporisation.The physical preparation of the mixture is obtained thanks to the speed of the air stream in the carburetor, (independently of the engine speeds due to the variation of the venturi) from idle to maximum speed. The speed adopted for the air stream is 120 m / s, favorable for good spraying of the fuel and homogenization of the mixture, which results in ease of vaporization.
La consoitmation réduite résulte d'un dosage précis du carburant, en raison de l'utilisation du dispositif de dosage qui permet une réserve de puissance, une augmentation appréciable du couple du ralenti au régime maximum, des reprises très franches , et qui facilite aussi les départs à froid et la mise en action rapide du véhicule (grâce à un dispositif de démarrage à froid expliqué plus loin) .The reduced consumption results from a precise metering of the fuel, due to the use of the metering device which allows a reserve of power, an appreciable increase in the torque from idle to maximum speed, very frank recoveries, and which also facilitates the cold starts and rapid activation of the vehicle (thanks to a cold start device explained below).
En effet, dès la mise en route du moteur, on met en action le gicleur de marche maxi avec la plus petite section du venturi, ce qui donne un mélange très riche, favorable au départ à froid et la mise en température rapide du moteur.In fact, as soon as the engine is started, the maximum running nozzle is actuated with the smallest section of the venturi, which gives a very rich mixture, favorable for cold starting and rapid warming up of the engine.
Le ralenti est d'une qualité exceptionnelle en charge, grâce à l'utilisation du doseur qui délivre la quantité précise de carburant en rapport avec la quantité d'air admise, par l'intermédiaire du diffuseur qui se présente comme un mini carburateur, dont la section de passage est telle que la vitesse de la veine gazeuse est de 120 m/s.
En raison de la vitesse constante dans le venturi sur toute la plage d'utilisation, le rapport essence/air peut être de 1/14 ou tout autre pour l'usage des pots d'échappements catalytiques.Idling is of exceptional quality under load, thanks to the use of the metering device which delivers the precise quantity of fuel in relation to the quantity of air admitted, via the diffuser which is presented as a mini carburetor, of which the passage section is such that the speed of the gas stream is 120 m / s. Due to the constant speed in the venturi over the entire range of use, the petrol / air ratio can be 1/14 or any other for the use of catalytic converters.
Le dispositif de carburation selon l'invention comport d'une part, identiquement aux carburateurs classiques, une cuve à nive constant limitant l'arrivée d'essence et une embase chauffante (vapori sation du mélange) munie d'un volet d'accélération. D'autre part, il apparaît :The carburetion device according to the invention comprises on the one hand, identically to conventional carburetors, a constant level tank limiting the supply of petrol and a heating base (vaporization of the mixture) provided with an acceleration flap. On the other hand, it appears:
A/ Un venturi élastique variable commandé, soit par la dépression régnant au-dessus du volet d'accélérateur, soit par une pompe (ou vérin) pilotée par un servomoteur, qui permet à la veine gazeuse de se déplacer à la vitesse constante de 120 m/s.A / A variable elastic venturi controlled either by the vacuum prevailing above the accelerator flap, or by a pump (or jack) controlled by a servomotor, which allows the gas stream to move at a constant speed of 120 m / s.
B/ Un diffuseur central, approprié à chaque cylindrée, qui assure 1'atomisation du carburant et le maintien du ralenti. c/ Un dispositif distributeur de carburant chargé de doser la quantité d'essence nécessaire à tous les régimes du moteur par l'action d'une aiguille conique calibrée, coulissant dans le trou de giclage du diffuseur, permettant ainsi une progression arithmétique de la quantité de carburant admis, de 1'état de ralenti à celui de pleine charge.B / A central diffuser, suitable for each displacement, which ensures atomization of the fuel and maintenance of idling. c / A fuel distributor device responsible for dosing the quantity of gasoline necessary for all engine speeds by the action of a calibrated conical needle, sliding in the spray hole of the diffuser, thus allowing an arithmetic progression of the quantity admitted fuel, from idle to full load.
Cette progression est assurée,soit par un vérin pneumatique simple eff commandé par la dépression régnant au-dessus du volet d'accélération et limité dans sa course par une butée réglable, soit par un servomote Ce dernier, identiquement au moteur cité ligne 11 page 5 , est géré par un boîtier électronique qui prend en compte les paramètres suivants :This progression is ensured either by a simple eff pneumatic cylinder controlled by the vacuum prevailing above the acceleration flap and limited in its stroke by an adjustable stop, or by a servo motor The latter, identically to the motor cited line 11 page 5 , is managed by an electronic unit which takes into account the following parameters:
- Température de 1'eau de refroidissement ;- Cooling water temperature;
- Régime du moteur ;- Engine speed;
- Pressions armosphérique et dans la tubulure d'admiss- Armospheric pressures and in the intake manifold
- Qualité des gaz d'échappement. D/ Un dispositif de départ à froid constitué d'une tirette qui actionne un interrupteur et ouvre légèrement le papillon des gaz, d'une électrovanne à trois voies qui pilote une réserve de dépression permettant de commander le vérin cité ligne 9.- Quality of exhaust gases. D / A cold start device consisting of a pull tab which actuates a switch and slightly opens the throttle valve, a three-way solenoid valve which controls a vacuum reserve enabling the cylinder cited in line 9 to be controlled.
Le venturi élastique variable, introduit à 1'intérieur du corps du carburateur au-dessus de l'embase, est constitué d'untube
cylindrique rigide, démontable, dont la section est déterminée pour chaque cylindrée.sur lequel est f xé un raccord destiné à recevoir une durite communiquant la dépression régnant au-dessus du volet d'accélérateur, ou celle créée artificiellement par le système pneu- moélectronique dont la description suit page 10 ligne 10. Dans ce tube est introduit un manchon en matériau élastique d'un diamètre intérieur égal au diamètre extérieur du diffuseur central. Le manchon est étiré diamétralement à ses extrémités pour acquérir le diamètre du tube rigide, son milieu conservant toujours le diamètre initial. La forme ainsi obtenue est celle d'un venturi qui a la particularité de pouvoir varier en diamètre si on le soumet à une dépression par l'intermédiaire du raccord.The variable elastic venturi, introduced inside the carburetor body above the base, consists of a tube rigid cylindrical, removable, the cross section of which is determined for each cubic capacity. on which is fixed a fitting intended to receive a hose communicating the depression prevailing above the accelerator flap, or that artificially created by the tire-electronic system of which the description follows on page 10 line 10. In this tube is introduced a sleeve of elastic material with an inside diameter equal to the outside diameter of the central diffuser. The sleeve is stretched diametrically at its ends to acquire the diameter of the rigid tube, its middle always retaining the initial diameter. The shape thus obtained is that of a venturi which has the particularity of being able to vary in diameter if it is subjected to a vacuum through the connector.
Le rôle du venturi élastique variable est de maintenir constante la vitesse de la veine gazeuse. Le dispositif de dosage dispense la quantité de carbura nécessaire à la charge du moteur.The role of the variable elastic venturi is to keep the speed of the gas stream constant. The metering device dispenses the quantity of carbura necessary to charge the engine.
Selon une réalisation, le mouvement rectiligne alternatif de l'aiguille est donné par un servomoteur (actionnant un système vis-écrou) commandé par le boîtier électronique qui traite les informations délivrées par les sondes de type lambda (coefficient d'air égal au rapport de la quantité d'air admise par le volume d'air théorique nécessaire pour assurer la combustion complète de la quantité de carburant dosée) pour mesurer la quantité d'oxygène des gaz d'échappement, de type anéroïde pour mesurer les pressions atmosphérique et de tubulure d'admission, enfin, de type thermistance pour mesurer la température du moteur. Pour la commande du venturi élastique variable (équipé du vérin cité page 3 ligne 35) , l'information est délivrée par la bobine d'allumage qui donne le régime du moteur, donc son besoin en air.According to one embodiment, the reciprocating rectilinear movement of the needle is given by a servomotor (actuating a screw-nut system) controlled by the electronic unit which processes the information delivered by the lambda type probes (air coefficient equal to the ratio of the quantity of air admitted by the theoretical volume of air necessary to ensure complete combustion of the quantity of fuel dosed) to measure the quantity of oxygen in the exhaust gases, aneroid type for measuring the atmospheric and tubing pressures Finally, thermistor type intake to measure the engine temperature. For the control of the variable elastic venturi (fitted with the cylinder mentioned on page 3 line 35), the information is delivered by the ignition coil which gives the engine speed, therefore its air requirement.
La description d'un dispositif de carburation pour mote à explosion selon l'invention, donné à titre d'exemple non limitatif, suit au regard des dessins annexés, sur lesquels :The description of a fueling device for an internal combustion engine according to the invention, given by way of nonlimiting example, follows with regard to the appended drawings, in which:
- La figure 1 représente un schéma de montage du carburateur commandé pneumatiquement selon l'invention.- Figure 1 shows an assembly diagram of the pneumatically controlled carburetor according to the invention.
- La figure 2 représente le schéma de montage du carburateur géré élec- troniquement selon l'invention.
- La figure 3 représente un schéma du boîtier électronique de gestion selon l'invention.- Figure 2 shows the circuit diagram of the electronically managed carburetor according to the invention. - Figure 3 shows a diagram of the electronic management unit according to the invention.
Le dispositif représenté schématiquement sur la figure 1 comporte une cuve à niveau constant (1) , munie d'un tube à émulsion (2) amenant le carburant, par le trou de giclage (6) , à l'aiguille (3) du dispositif de dosage progressif composé d'un vérin à membrane (11) , d'un piston de guidage (15) et d'un ressort (16).The device shown schematically in Figure 1 comprises a constant level tank (1), provided with an emulsion tube (2) supplying the fuel, through the spray hole (6), to the needle (3) of the device progressive metering consisting of a diaphragm cylinder (11), a guide piston (15) and a spring (16).
En aval de l'arrivée d'air (9) , est disposée une cana lisation de passage de mélange carburé (12) également appelée diffuseDownstream of the air intake (9), there is a fuel mixture passage pipe (12) also called a diffuse
10 Cette canalisation est de forme extérieure cylindrique et prend dans son intérieur une forme de venturi. Cette forme est déterminée de tel sorte que la veine gazeuse y circule à la vitesse de 120 mètres par seconde. Le diffuseur (12) comporte, à son extrémité supérieure, un dispositif (100) de dosage de carburant comportant le trou de giclage 5 et l'aiguille conique calibrée (3). L'extrémité intérieure (101) du diffuseur est introduite dans un venturi élastique (4) que l'on va maintenant décrire.This pipe has a cylindrical outer shape and takes on the inside a venturi shape. This shape is determined so that the gaseous vein flows there at the speed of 120 meters per second. The diffuser (12) has, at its upper end, a fuel metering device (100) comprising the spray hole 5 and the calibrated conical needle (3). The inner end (101) of the diffuser is introduced into an elastic venturi (4) which will now be described.
Le venturi élastique (4) est un venturi à section var Dans le mode de réalisation choisi et représenté, il est constitué d' 0 tube rigide (19) et d'un manchon élastique (102) formant paroi elasti quement deformable. A l'origine, avant montage,, le manchon élastique présente un diamètre intérieur égal au diamètre extérieur du- diff seu (12) . Lors de ce montage, le manchon est étiré diamétralement en sort que chacune de ses extrémités (103-104) est solidarisée aux extrémité 5 (191-192) du tube rigide (19).The elastic venturi (4) is a var section venturi In the embodiment chosen and shown, it consists of 0 rigid tube (19) and an elastic sleeve (102) forming an elastically deformable wall. Originally, before assembly, the elastic sleeve has an inside diameter equal to the outside diameter of the diff-only (12). During this assembly, the sleeve is stretched diametrically so that each of its ends (103-104) is secured to the ends 5 (191-192) of the rigid tube (19).
On observe que le manchon (102) ainsi monté dans le tube rigide (19) constitue avec ce dernier une chambre (105) à volume variable, compte tenu de la déformation éventuelle de la paroi (102) . Le tube rigide (19) comporte également des moyens de raccordement (193 ° à des moyens de dépression. En l'espèce, les moyens (193) sont constitués par un raccordement à un tuyau (10) lui-même raccordé en (194) en aval du venturi (4) : en effet, en aval du venturi, une dépression est générée, à l'ouverture du régulateur de débit du mélange carburé (constitué ici de façon classique par un papillon (5) )
Au ralenti, le volet (5) est légèrement ouvert, créant ainsi une forte dépression en aval, dont une partie sera stockée dans l'accumulateur de vide (7) comportant un clapet anti-retour (22) . Le venturi élastique variable (4) est fermé, seul le diffuseur (12) permet le passage de la veine gazeuse, qui prend naissance à l'entrée d'air (9) .It is observed that the sleeve (102) thus mounted in the rigid tube (19) constitutes with the latter a chamber (105) with variable volume, taking into account the possible deformation of the wall (102). The rigid tube (19) also comprises connection means (193 ° to vacuum means. In this case, the means (193) are constituted by a connection to a pipe (10) itself connected at (194) downstream of the venturi (4): in fact, downstream of the venturi, a vacuum is generated, when the flow regulator of the fuel mixture is opened (here conventionally constituted by a butterfly valve (5)) At idle, the flap (5) is slightly opened, thus creating a strong vacuum downstream, part of which will be stored in the vacuum accumulator (7) comprising a non-return valve (22). The variable elastic venturi (4) is closed, only the diffuser (12) allows the passage of the gas stream, which arises at the air inlet (9).
En amont du volet (5) , la dépression n'est pas suffisante pour aspirer le venturi élastique variable à travers le tuyau (10) et augmenter la surface de passage de la veine gazeuse. De même, le vérin (11) ne peut être mu par l'intermédiaire des tuyaux (8) , (13) , et de l'électrovanne (14) qui se trouve dans cette configuration en état "repos". L'aiguille (3) est donc maintenue en position rentrée et ne laisse passer que la quantité de carburant nécessaire.Upstream of the flap (5), the vacuum is not sufficient to draw the variable elastic venturi through the pipe (10) and increase the passage area of the gas stream. Likewise, the jack (11) cannot be moved by means of the pipes (8), (13), and of the solenoid valve (14) which is in this configuration in the "rest" state. The needle (3) is therefore kept in the retracted position and only lets through the quantity of fuel required.
En accélération progressive, le volet (5) s'ouvre, la dépression régnant en amont de ce dernier augmente et tend à grandir proportionnellement le diamètre de passage du venturi élastique (4) par l'intermédiaire du tuyau (10) . Cette dépression est coirmuniquée au vérin pneumatique (11) grâce aux tuyaux (8) et (13) à travers l' lectrovanne (14) toujours en position repos. Ce qui a pour effet de manoeuvrer progressivement l'aiguille (3) (en fonction du tarage du ressort (16)) . La quantité de carburant émulsionnée par le tube (2) , qui passe par le dispositif de dosage, entre dans le venturi du diffuseur (12) , est pulvérisée, puis vaporisée au travers de l'embase chauffante (17) et ent dans le collecteur d'admission (18) . En régime maximum, le volet (5) est ouvert à fond, la dépression en amont de celui-ci est maximale, le venturi (4) est plaqué contre son tube support (19) . Le vérin pneumatique (11) est contre sa butée de course maximum, l'aiguille (3) de dosage progressif occupe sa position de pleine ouverture. En décélération, le volet (5) est fermé, la dépression en amont diminue instantanément, le venturi (4) se referme, le vérin (11) revient en position repos, la veine gazeuse passe seulement par le diffuseur (12) .In progressive acceleration, the flap (5) opens, the vacuum prevailing upstream of the latter increases and tends to increase proportionally the diameter of passage of the elastic venturi (4) via the pipe (10). This depression is communicated to the pneumatic cylinder (11) by means of the pipes (8) and (13) through the solenoid valve (14) always in the rest position. This has the effect of gradually maneuvering the needle (3) (depending on the setting of the spring (16)). The quantity of fuel emulsified by the tube (2), which passes through the metering device, enters the venturi of the diffuser (12), is sprayed, then vaporized through the heating base (17) and enters the collector intake (18). At maximum speed, the flap (5) is fully open, the vacuum upstream of it is maximum, the venturi (4) is pressed against its support tube (19). The pneumatic cylinder (11) is against its maximum stroke stop, the progressive metering needle (3) occupies its fully open position. When decelerating, the flap (5) is closed, the upstream vacuum instantly decreases, the venturi (4) closes, the jack (11) returns to the rest position, the gas stream only passes through the diffuser (12).
Pour démarrer à froid, l'interrupteur (20) est commuté ar une tirette placée sur le tableau de bord qui ouvre légèrement le
volet (5) . L'électrovanne à trois voies (14) met en communication la réserve de vide (7) et le vérin pneumatique (11) par les tuyaux (21) et (13) .To start cold, the switch (20) is switched by a pull tab placed on the dashboard which slightly opens the flap (5). The three-way solenoid valve (14) connects the vacuum reserve (7) and the pneumatic cylinder (11) via the pipes (21) and (13).
Une variante du dispositif relatif à l'invention, repr sente sur la figure 2, comporte une cuve à ni/eau constant (1) , munie d'un tube à émulsion (2) amenant le carburant à l'aiguille (3) du dispositif de dosage progressif proportionnellement à l'ouverture du venturi élastique variable (4) , et, conformément à un aspect de cette variante, au régime du moteur et à sa température, ainsi qu'à 1'analys des gaz d'échappement, et aux pressions régnant dans la tubulure d'admission (18) et dans l'atmosphère.A variant of the device relating to the invention, represented in FIG. 2, comprises a constant ni / water tank (1), provided with an emulsion tube (2) supplying the fuel to the needle (3) of the progressive metering device in proportion to the opening of the variable elastic venturi (4), and, in accordance with one aspect of this variant, the engine speed and its temperature, as well as the analysis of the exhaust gases, and pressures prevailing in the intake manifold (18) and in the atmosphere.
Les éléments portant les références 1 à 6, 12, 17 / 18, 100 à 104, 191 à 194 sont identiques à ceux décrits à- l'appui de la figure 1 et ne seront pas décrits à nouveau ici. Au démarrage : le volet (5) est ouvert (ralenti accélér par l'action d'une tirette montée sur le tableau de bord. Le venturi ( est fermé sur le diffuseur (12) . La thermistance (7a) indique graduel¬ lement au boîtier électronique à microprocesseur (8a) la température du moteur jusqu'à 50°C. Le régime moteur est pris en compte sur la bobine d'allumage (9.a) pour l'ouverture du venturi (4). La sonde de pressions (13a) prend progressivement le pas sur la thermistance (7a) au fur et à mesure de l'élévation de la température. La sonde d'analyse des gaz (14a) est désactivée. Ce qui entraîne l'ouverture du trou de giclage (6) , inversement proportionnelle à la température du moteur, pendant le temps de chauffe.The elements bearing the references 1 to 6, 12, 17/18, 100 to 104, 191 to 194 are identical to those described in support of FIG. 1 and will not be described again here. At start-up: the flap (5) is open (slowed down accelerated by the action of a pull tab mounted on the dashboard. The venturi (is closed on the diffuser (12). The thermistor (7a) gradually indicates microprocessor control unit (8a) the engine temperature up to 50 ° C. the engine speed is taken into account on the ignition coil (9. a) for the venturi opening (4). the sensor pressure (13a) gradually takes precedence over the thermistor (7a) as the temperature rises. The gas analysis probe (14a) is deactivated, which leads to the opening of the spray hole ( 6), inversely proportional to the engine temperature, during the heating time.
Au ralenti : le moteur ayant atteint sa température de fonctionnement (> 50°C) , la tirette est relâchée, le calculateur ne tient plus compte des informations délivrées par la thermistance (7a) , le venturi élastique variable (4) est fermé sur le diffuseur (12) . La sonde de pressions anéroïde (13a) renseigne le calculateur (8a) sur les pressions atmosphérique et dans la tubulure d'admission (18) . Dans cette configuration, le boîtier électronique (8a) donne l'ordre au servomoteur (11a) d'entraîner le système vis-écrou (15a) du dispositif de dosage pour dispenser le carburant nécessaire. La sonde d'analyseAt idle: the engine having reached its operating temperature (> 50 ° C), the pull tab is released, the computer no longer takes into account the information supplied by the thermistor (7a), the variable elastic venturi (4) is closed on the diffuser (12). The aneroid pressure probe (13a) informs the computer (8a) of the atmospheric pressures and in the intake manifold (18). In this configuration, the electronic unit (8a) gives the order to the servomotor (11a) to drive the screw-nut system (15a) of the metering device to dispense the necessary fuel. The analysis probe
.UÏ LE DE RE P A EME
des gaz (14a) informe le boîtier électronique (8a) du dosage essence/air précis (1/14) , affinant ainsi la précision de gestion du carburateur selon l'invention..UÏ LE DE RE PA EME gas (14a) informs the electronic unit (8a) of the precise fuel / air dosage (1/14), thus refining the management precision of the carburetor according to the invention.
En accélération progressive : le volet (5) s'ouvre, la sonde (13a) capte l'augmentation de pression dans la tubulure (18) , la sonde (14a) analyse les gaz résiduels, le régime du moteur augmente. Ces trois informations sont analysées par le calculateur (8a) qui gère les servomoteurs ( 1a) et (16a) , commandant respectivement l'aiguille (3) et le venturi (4) . Ce dernier est aspiré, via le tuyau (10a) , par le vérin (20a)qui est accouplé au système vis-écrou (19a) .In progressive acceleration: the flap (5) opens, the probe (13a) senses the increase in pressure in the pipe (18), the probe (14a) analyzes the residual gases, the engine speed increases. These three pieces of information are analyzed by the computer (8a) which manages the servomotors (1a) and (16a), respectively controlling the needle (3) and the venturi (4). The latter is sucked, via the pipe (10a), by the jack (20a) which is coupled to the screw-nut system (19a).
En accélération franche : le volet (5) est ouvert en grand et la pression absolue régnant dans la tubulure (18) augmente instantanément. Le calculateur, informé par la sonde de pressions (13a) , par la sonde (14a) et en raison de l'augmentation du régime du moteur, pilote progressivement l'aiguille de dosage (3) et le venturi (4).In frank acceleration: the flap (5) is opened wide and the absolute pressure prevailing in the tube (18) increases instantaneously. The computer, informed by the pressure probe (13a), by the probe (14a) and due to the increase in engine speed, gradually controls the dosing needle (3) and the venturi (4).
En décélération : le volet (5) est fermé, la pression dans la tubulure d'admission (18) est inférieure à celle régnant au ralenti, la sonde de pressions (13a) devient prioritaire, la sonda lambda (14a) est désactivée et le calculateur (8a) ordonne au servomoteu (11a) d'obturer totalement le clou de giclage (6 ) . Ce dernier est réactivé automatiquement à 1000 t/mn, ou par action sur la pédale d'accélérateur. Ceci permet une économie de carburant.When decelerating: the flap (5) is closed, the pressure in the intake manifold (18) is lower than that prevailing at idle, the pressure sensor (13a) takes priority, the lambda probe (14a) is deactivated and the computer (8a) orders the actuator (11a) to completely close the spraying nail (6). The latter is reactivated automatically at 1000 rpm, or by pressing the accelerator pedal. This saves fuel.
En régime'transitoire faible charge, sur route descendante : la sonde lambda (14a) est désactivée, seules sont prises en compte les informations délivrées par la sonde de pression (13a) et la bobine (9a) .In ' transient low load ' mode, on a downward route: the lambda probe (14a) is deactivated, only the information supplied by the pressure probe (13a) and the coil (9a) are taken into account.
A lrarrêt du moteur : une temporisation de 5 secondes est prévue pour l'initialisation des moteurs (11a) et (16a) ; au-delà de ce temps, le dispositif de carburation selon l'invention est désactivé.At r judgment output: a delay of five seconds is provided for initializing motors (11a) and (16a); beyond this time, the carburetion device according to the invention is deactivated.
Le schéma électrique, selon une forme de réalisation du dispositif relatif à l'invention, représenté sur la figure 3, comporte un microprocesseur (2">a)M 68705 R3 qui effectue toutes les opérations de contrôle et de commande, de façon rapide et efficace.
De plus, le montage est évolutif par simple modification du programmeThe electrical diagram, according to an embodiment of the device relating to the invention, represented in FIG. 3, comprises a microprocessor (2 " > a) M 68705 R3 which performs all the control and command operations, quickly and effective. In addition, the assembly is scalable by simple modification of the program
La température est transmise par une sonde (7a) de type CTN (coefficient de température négatif) , qui voit sa résistance électrique diminuer lorsque la température du moteur s'élève. La rési tance (R2) permet d'alimenter la sonde (7a) aux bornes de laquelle apparaît une tension. Afin que le microprocesseur (21a) traite cette information, une mise à niveau est effectuée par le circuit intégré (22a) LM 324 et les résistances (R3) ,(R4) . Le circuit intégré (22a) est utilisé en amplificateur linéaire et délivre une information 10 analogique au microprocesseur qui perçoit de façon graduelle l'évolut de la température. Les condensateurs (C4) et (C5) permettent de filtrer ce signal d'entrThe temperature is transmitted by a CTN type probe (7a) (negative temperature coefficient), which sees its electrical resistance decrease when the engine temperature rises. The resistor (R2) supplies the probe (7a) at the terminals of which a voltage appears. In order for the microprocessor (21a) to process this information, an upgrade is carried out by the integrated circuit (22a) LM 324 and the resistors (R3), (R4). The integrated circuit (22a) is used as a linear amplifier and delivers analog information to the microprocessor which gradually perceives the evolution of the temperature. Capacitors (C4) and (C5) allow this input signal to be filtered
Les gaz d'échappement sont analysés par une sonde (14 de type LAMBDA qui a la propriété de devenir conducteur aux ions ^5 d'oxygène, à partir d'une température de 300°C environ, et de générer une tension électrique reflétant la variation de (lambda) . Toutefois, il est nécessaire d'amplifier ce signal par le circuit (22 et les résistances (R5) (R6) qui délivrent une information analogique au microprocesseur. Ce dernier perçoit de façon graduelle et instanta 0 l'évolution de la qualité des gaz d'échappement. Le gain de l'amplifi teur est au maximum de 5. Les condensateurs (C20) et (C21) permettent de filtrer ce signal d'entThe exhaust gases are analyzed by a probe (14 of the LAMBDA type which has the property of becoming conductive to oxygen ions, from a temperature of about 300 ° C., and of generating an electrical voltage reflecting the variation of (lambda) .However, it is necessary to amplify this signal by the circuit (22 and the resistors (R5) (R6) which deliver analog information to the microprocessor. The latter perceives in a gradual and instantaneous fashion 0 of the quality of the exhaust gases. The gain of the amplifier is at most 5. The capacitors (C20) and (C21) allow this input signal to be filtered
La sonde (13a) mesurant la différence des pressions atmosphérique et de la tubulure d'admission, transmet l'information 5 par l'intermédiaire d'une bobine qui voit son inductance varier en fonction des pressions. Cette bobine est associée à un oscillateur constitué des résistances (R11) , (R12) et (R13) , des condensateurs (C10), (C11) et (C12) et du transistor (T3) .The probe (13a) measuring the difference in atmospheric pressures and the intake manifold, transmits the information 5 via a coil which sees its inductance vary depending on the pressures. This coil is associated with an oscillator consisting of resistors (R11), (R12) and (R13), capacitors (C10), (C11) and (C12) and the transistor (T3).
(R11) permet de polariser (T3) ; (C10) filtre le signal continu de la 0 base de (T3) et se comporte cαπme un court-circuit pour le courant alternatif. Il en résulte donc un montage en base commune. (C11) perme d'entretenir l'oscillation.(R11) polarizes (T3); (C10) filters the continuous signal from the 0 base of (T3) and behaves like a short circuit for the alternating current. This therefore results in mounting in a common base. (C11) allows to maintain the oscillation.
Pour éviter les problèmes d'interférences radio et satisfaire à la nor de pollution électromagnétique, la fréquence de l'oscillateur ne dépas 5 pas 10 KHz. Enfin, pour que le signal de sortie de ce dernier soit d'u
niveau conforme pour le microprocesseur, les transistors (T4) et (T5) bufférisent et adaptent ce signal pendant que le condensateur (C14) le filtre.To avoid the problems of radio interference and to satisfy the norm of electromagnetic pollution, the frequency of the oscillator does not exceed 5 KHz. Finally, so that the output signal of the latter is u compliant level for the microprocessor, the transistors (T4) and (T5) buffer and adapt this signal while the capacitor (C14) filters it.
L'information du régime du moteur est prélevée sur la bobine (9a) . La tension issue de cette dernière,variant de 0 à 400 volt est divisée par les résistances (R7) , (R8) et intégrée par le condensa¬ teur (C8) .The engine speed information is taken from the coil (9a). The voltage from the latter, varying from 0 to 400 volts is divided by the resistors (R7), (R8) and integrated by the capacitor (C8).
Le condensateur .(C9) permet de récupérer uniquement les fronts montants et descendants du signal. La résistance (R9) sert de charge à (C9) et polarise la base de (T2) . La diode (D2) sert de protection au transisto (T3) lors des puises négatifs transmis par (C9) . (R10) fait office de résistance de charge pour (T2) et (C3) permet le filtrage du signal entrant dans le microprocesseur.The capacitor (C9) allows only the rising and falling edges of the signal to be recovered. The resistor (R9) serves as a load for (C9) and polarizes the base of (T2). The diode (D2) is used to protect the transistor (T3) during negative pulses transmitted by (C9). (R10) acts as a load resistor for (T2) and (C3) allows the filtering of the signal entering the microprocessor.
Quand les informations en provenance de la bobine d'allumage (9a) sont interrompues, indiquant au microprocesseur l'arrêt du moteur, le dispositif de carburation, commandé électroniquement selo l'invention, doit avoir l'arrivée de carburant et le venturi fermés.When the information from the ignition coil (9a) is interrupted, indicating to the microprocessor that the engine has stopped, the carburetion device, electronically controlled according to the invention, must have the fuel supply and the venturi closed.
Pour cela, lorsque le conducteur coupe le contact, le circuit doit être encore capable d'alimenter les moteurs (11a) et (16a) . A partir de ce moment, une temporisation de 5s est activée pendant laquelle le relais (RL1) est commandé et le microprocesseur ordonne la fermeture du venturi (4) et du trou de giclage (6) .For this, when the conductor switches off the ignition, the circuit must still be capable of supplying the motors (11a) and (16a). From this moment, a time delay of 5s is activated during which the relay (RL1) is controlled and the microprocessor orders the closure of the venturi (4) and the spray hole (6).
Passé ce temps, (RL1) est désactivé et le montage n'est plus alimenté.After this time, (RL1) is deactivated and the assembly is no longer supplied.
Afin de fournir un courant de commande plus important à (RL1) , deux inverseurs (23) de type 404 sont en parallèle. La diode (D1) empêche d'activer la bobine (9a) pendant les 5 secondes.In order to provide a higher control current to (RL1), two inverters (23) of type 404 are in parallel. The diode (D1) prevents the coil (9a) from being activated for 5 seconds.
Les moteurs (11a)et (16a)doivent tourner dans les deux sens ; à fin de simplification, le circuit spécialisé (25) de type L 298 est inséré dans le montage.The motors (11a) and (16a) must rotate in both directions; for simplification, the specialized circuit (25) of type L 298 is inserted in the assembly.
Le microprocesseur (21a) commande les signaux de validat ainsi que de polarité. En sortie du circuit (25) , les diodes (D5) , (D6) , , (D12) protègent les transistors internes de commande des moteursThe microprocessor (21a) controls the validation signals as well as the polarity signals. At the output of the circuit (25), the diodes (D5), (D6),, (D12) protect the internal motor control transistors
(11a) et ( 16a) .(11a) and (16a).
3""2 »w
(R18) (R20) sont des résistances de lecture du courant qui circule dan les moteurs. Par exemple, lorsque le moteur (11a) est alimenté, le courant qui circule dans la résistance de lecture (R18) donne naissanc à une tension qui est filtrée ensuite par (R1 )/ (C17) . De même, pour le moteur (16a) . Cette tension est comparée à une référence donnée par (R21) et (R22) filtrée par (C9) .3 "" 2 "w (R18) (R20) are resistors for reading the current flowing in the motors. For example, when the motor (11a) is supplied, the current flowing in the read resistor (R18) gives birth to a voltage which is then filtered by (R1) / (C17). Likewise, for the motor (16a). This voltage is compared to a reference given by (R21) and (R22) filtered by (C9).
Lorsqu'un moteur tourne normalement, la tension aux bornes de la résistance de lecture est inférieure à la tension de référence, ce qui correspond à un état haut à la sortie du comparateur (22a) LM 324. 0 Si un moteur se trouve en butée mécanique, le courant qui le traverse augmente de façon sensible. A ce moment, la tension aux bornes de la résistance de lecture est supérieure à la tension de référence, ce qui donne un état bas à la sortie du comparateur : le microprocesseur (21a) donne l'ordre de couper l'alimentation dudit moteur.When a motor is running normally, the voltage across the read resistance is lower than the reference voltage, which corresponds to a high state at the output of the comparator (22a) LM 324. 0 If a motor is in abutment mechanical, the current flowing through it increases significantly. At this time, the voltage across the read resistance is greater than the reference voltage, which gives a low state at the output of the comparator: the microprocessor (21a) gives the order to cut off the power supply to said motor.
^5 distinction entre les butées de fin de course des moteurs est faite au départ. En effet, à la mise sous tension, la configuration d'utili¬ sation est telle que le moteur (11a) est en position d'ouverture maxi alors que le moteur (16a) maintient le venturi fermé.^ 5 distinction between the engine limit stops is made at the start. In fact, when the power is turned on, the configuration of use is such that the motor (11a) is in the maximum open position while the motor (16a) keeps the venturi closed.
Afin d'éviter toute dérive ou destruction, le circuit 0 (25) et le transistor (T1) sont montés sur radiateur.In order to avoid any drift or destruction, the circuit 0 (25) and the transistor (T1) are mounted on a radiator.
(R15) , (C15) et (D4) permettent une initialisation correcte du microprocesseur à la mise sous tension.(R15), (C15) and (D4) allow correct initialization of the microprocessor at power up.
(R16) et (C16) fournissent la tension de référence au convertisseur analogique/digital interne au microprocesseur. 5(R16) and (C16) supply the reference voltage to the analog / digital converter internal to the microprocessor. 5
Le quartz (24) , les condensateurs (C6) et (C7) donnent la fréquence d'horloge du microprocesseur.Quartz (24), capacitors (C6) and (C7) give the clock frequency of the microprocessor.
Le programme est le reflet du cahier des charges et peu être résumé sous la forme de l'organigramme représenté ci-après. 0The program reflects the specifications and can be summarized in the form of the organization chart shown below. 0
La scrutation des capteurs est faite très rapidement, mais le temps de réaction des servomoteurs (11a) et (16a) étant relati- vement plus long, il faut introduire des temporisations suivant le modèle.The sensors are scanned very quickly, but the reaction time of the servomotors (11a) and (16a) being relatively longer, time delays must be introduced depending on the model.
Lorsque l'utilisateur coupe le contact, la temporisatio 5 de 5s s'amorce et le microprocesseur ferme l'arrivée d'essence et leWhen the user turns off the ignition, timer 5 of 5s starts and the microprocessor closes the fuel supply and the
=M« S ≈ E ER P CE: ÏΞMT
venturi. Si, pendant ce temps, l'utilisateur veut redémarrer, le microprocesseur positionne automatiquement les servomoteurs en position de mise en route.= M "S ≈ E ER P CE: ÏΞMT venturi. If, during this time, the user wants to restart, the microprocessor automatically positions the servomotors in the start-up position.
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