LU83454A1 - Perfectionnements apportes aux injecteurs de carburant,notamment de carburant auxiliaire de demarrage pour moteurs a combustion interne,et aux carburateurs auxiliaires associables a de tels injecteurs - Google Patents

Description

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Perfectionnements apportés aux injecteurs de carburant» notamment de carburant auxiliaire de démarrage pour moteurs à combustion interne, et aux carburateurs auxiliaires associables à de tels in.iecteurs

La présente invention concerne des perfectionnements apportés aux installations d'aide au démarrage pour moteurs à combustion interne et, plus particulièrement, elle vise des perfectionnements apportés, dans de telles installa-5 tions, d'une part, aux in,lecteurs de combustible pour carburateur de moteur à combustion interne, notamment pour carburateur auxiliaire et, d'autre part, aux carburateurs auxiliaires de démarrage pour moteurs à combustion interne, agencés pour délivrer au moteur, par l'intermédiaire d'au 10 moins un injectera· tel que ceux ci-dessus envisagés, un carburateur auxiliaire à partir d'un réservoir contenant ledit carburant sous forme liquide avec un gaz expulsera* sous pression chimiquement inerte vis-à-vis dudit carburant liquide (notamment un aérosol), le réservoir possédant un 15 orifice d'expulsion muni d'une soupape de retenue normalement maintenue en position de fermeture, ledit carburateur auxiliaire étant agencé pour que ledit réservoir soit situé à sa partie inférieure.

Il est habituel à l'heure actuelle d'utiliser les in-20 jecteurs dont la longueur de pénétration à l'intérieur du collecteur d'admission est d'autant plus importante que le moteur à alimenter est gros, de manière à éviter la projection de carburant pulvérisé sur la paroi froide du collecteur où. il se condenserait. Il est donc nécessaire de fa-25 briquer et de tenir en stock, aussi bien à l'usine de production que dans les ateliers d'entretien des moteurs, des injecteras de types différents devant équiper respectivement des moteurs de puissances diverses.

Par ailleurs, pour ce qui concerne les carburateurs 30 auxiliaires de démarrage du type ci-dessus mentionné, on en connaît déjà plusieurs réalisations qui fonctionnent à l'aide d'un gaz auxiliaire propulseur.

Toutefois, ces carburateurs auxiliaires sont . % * 2 \ relativement encombrants et, lorsqu’ils sont équipés de leur réservoir amovible de carburant auxiliaire, ils sont difficilement logeables à bord d’un véhicule automobile tel qu'un camion où la place libre est réduite.

5 En outre, beaucoup des modèles connus de carburateurs auxiliaires, commandés à l'aide d'une bobine électromagnétique alimentée par une batterie, ne sont pas capables d'un fonctionnement correct sous des températures très basses (de l'ordre par exemple de -30°C à -35°C) alors que la 10 puissance disponible aux bornes de la batterie est trop faible (environ un tiers seulement de la puissance disponible à température normale) pour l'excitation convenable de la bobine électromagnétique.

L'invention a donc essentiellement pour but d'appor-15 ter des perfectionnements aux installations d'aide au démarrage pour moteurs à combustion interne afin de faire en sorte qu'elles répondent mieux que jusqu'à présent aux diverses exigences de la technique.

L'invention a notamment pour but de perfectionner les 20 injecteurs de carburant, notamment pour carburateurs auxiliaires de démarrage, de manière qu'il ne soit maintenant nécessaire de fabriquer qu'un seul type d'injecteur utilisable quelle que soit la puissance du moteur qu'il équipe, de manière à procurer une économie substantielle aussi 25 bien sur les coûts de fabrication que sur les coûts de stockage de pièces à la maintenance.

L'invention a également pour but de perfectionner les carburateurs auxiliaires de démarrage du genre envisagé, destinés notamment à alimenter des injecteurs perfection-30 nés conformément à l'invention, de manière qu'ils fonctionnent de façon plus satisfaisante que par le passé, en particulier sous des températures basses, et de manière qu'ils soient plus compacts que les carburateurs actuels, et donc plus facilement logeables dans un véhicule automo-35 bile tel qu'un camion, par exemple dans ou sous le tableau de bord.

A ces fins, selon un premier aspect de l'invention, on prévoit un injecteur de combustible pour carburateur * 3 \ de moteur à combustion interne, notamment pour carburateur auxiliaire, caractérisé en ce que l’extrémité libre de l'injecteur présente au moins un pan coupé et en ce qu'un orifice d'injection débouche dans ce pan coupé, l'inclinai-5 son du pan coupé par rapport à l'axe de l'injecteur étant telle que, en fonctionnement, la génératrice du cône de pulvérisation du carburant, la plus proche de la paroi du collecteur portant l'injecteur, soit parallèle à ladite paroi.

10 On est ainsi assuré que, dans des conditions normales d'alimentation de l'injecteur, du carburant ne sera plus projeté et ne se condensera plus sur la paroi froide du collecteur. Désormais, on peut utiliser un type unique d'injecteur court, ce qui simplifie aussi bien la fabrica-15 tion que la tenue des stocks.

Dans un mode de réalisation préféré, on prévoit que l'injecteur comporte en outre des ailettes déflectrices pour créer une pulvérisation tourbillonnaire du carburant auxiliaire et améliorer le mélange avec l'air et le carbu-20 rant ordinaire„

Bien entendu, le fonctionnement correct d'un injecteur conforme à l'invention exige que la pression d'injection du carburant demeure sensiblement constante en cours de fonctionnement.

25 Cette condition est requise en associant, à un injec- teur conforme au premier aspect de l'invention, un carburateur auxiliaire de démarrage qui, selon un second aspect de l'invention, se caractérise en ce qu'il comprend en combinaison et dans l'ordre indiqué, du bas vers le haut 30 du carburateur auxiliaire disposé en position de fonctionnement : - une chambre inférieure en communication avec l'orifice d'expulsion du réservoir, - un orifice de sortie du carburateur auxiliaire communi-35 quant avec la chambre inférieure, - des moyens obturateurs aptes à obturer sélectivement ledit orifice de sortie, sous l'action de moyens de commande, 1 α.

ν 4 - une tubulure mobile dont l'extrémité inférieure débouche dans la chambre inférieure et est agencée pour constituer les susdits moyens de commande des moyens obturateurs, ladite tubulure étant apte à occuper au moins 5 deux positions fonctionnelles, savoir une première position (position de repos) dans laquelle son extrémité inférieure ne coopère pas avec la soupape de retenue du réservoir et une seconde position dans laquelle elle agit sur ladite soupape de retenue pour ouvrir l'orifice du 10 réservoir, - un orifice d'entrée du carburant dans le carburateur porté par l'extrémité inférieure de la tubulure et apte à coopérer avec l'orifice du réservoir lorsque la tubulure occupe sa seconde position fonctionnelle, 1 5 - une bobine électromagnétique pour commander le déplace ment de la tubulure de sa première à sa seconde position fonctionnelle, ladite bobine possédant un noyau solidaire de la tubulure et traversé par celle-ci, - des premiers moyens de rappel pour rappeler la tubulure 20 de sa seconde à sa première position fonctionnelle lorsque la bobine électromagnétique n'est pas excitée, - une enceinte fermée, - un piston mobile à l'intérieur de ladite enceinte pour délimiter dans celle-ci une chambre supérieure à volume 25 variable, dans laquelle débouche l'extrémité supérieure de la tubulure, - et des seconds moyens de rappel agissant sur le piston pour que le volume variable de la chambre supérieure soit minimum lorsque le carburateur n'est pas en fonc- 30 tionnement, l'ensemble des organes susmentionnés (à l'exception de l'orifice de sortie du carburateur auxiliaire) étant coaxiaux.

On obtient ainsi un carburateur auxiliaire particu-35 lièrement compact et de faible encombrement, qu'il est possible de loger dans un espace libre de petites dimensions sous le capot moteur, voire même dans ou sous le tableau de bord d'un véhicule automobile tel qu'un camion« Λ £ 5

Dans ce dernier cas, le carburateur auxiliaire est situé directement à portée de main du conducteur et il n’est plus nécessaire de prévoir des organes d’actionnement à distance. En outre, le remplacement du réservoir amovible 5 de carburant se trouve facilité et peut être effectué plus rapidement.

Par ailleurs, la consommation de puissance électrique provoquée par l’excitation de la bobine électromagnétique n’a lieu que pour le remplissage de la chambre, le refoule-10 ment de la dose de carburant étant effectué uniquement sous l'action des seconds moyens de rappel. De ce fait, le prélèvement de puissance électrique sur la batterie d'alimentation se produit avant la mise en marche du démarreur entraînant le moteur. Il y a donc un étalement dans le temps 15 de la puissance prélevée sur la batterie, ce qui autorise le démarrage d'un moteur même par températures très basses, alors qu'environ le tiers seulement de la puissance nominale de la batterie est disponible.

Un tel mode de fonctionnement, particulièrement avan-20 tageux, devient impératif lorsque la commande de mise en marche du moteur est agencée de manière telle que tous les auxiliaires électriques (par exemple phares d'un véhicule) sont coupés lorsque le démarreur est excité.

D'un autre côté, du fait que le refoulement de la do-25 se de carburant résulte de l'action des seconds moyens de rappel, la pression d'injection du carburant reste sensiblement la même à chaque fonctionnement et demeure indépendante du taux de remplissage du réservoir.

Grâce à ces dispositions, on alimente de façon opti-30 male le ou les injecteurs constitués conformément au premier aspect de l'invention et on est donc assuré d'un démarrage rapide du moteur dans des conditions de températures particulièrement défavorables, en même temps qu'on évite que la phase de démarrage, en se prolongeant, provo-35 que une décharge complète de la batterie.

Dans un mode de réalisation préféré, on prévoit une butée réglable pour limiter la course du piston. Il est ainsi possible de réaliser un appareil unique utilisable * > 3 6 pour des moteurs de puissances différentes, la quantité prédéterminée de carburant auxiliaire injecté au. démarrage étant ajustée en fonction de la puissance du moteur par un réglage approprié de la butée.

5 De façon avantageuse, tous les joints d’étanchéité as sociés à des pièces mobiles entraînées par la bobine électromagnétique sont des joints à lèvres, ce grâce à quoi on réduit à un minimum les frottements s’opposant au déplacement de la tige, et donc la puissance prélevée sur la bat-10 terie. En outre, de tels joints conviennent particulièrement bien pour équiper des appareils devant fonctionner sous des températures très basses.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit dans laquelle on se réfère aux dessins 15 annexés sur lesquels : - la figure 1 représente, en coupe, un carburateur auxiliaire agencé conformément à l’invention, - les figures 2 et 3 représentent deux modes de réalisation d’injecteurs conformes à l'invention, et 20 - la figure 4 représente, à plus grande échelle, un détail des injecteurs des figures 2 et 3.

Comme représenté à la figure 1, le carburateur auxiliaire 1 de l’invention comprend un carter 2 abritant, dans sa partie centrale, une bobine électromagnétique 3 reliée 25 (de façon non représentée) à des borties 4 de raccordement à un circuit électrique d'alimentation relié à une source électrique continue, généralement me batterie d’accumulateurs (non représentée).

Le noyau mobile 5 de la bobine est traversé par me 30 tige creuse 6 qui est solidaire du noyau et qui dépasse de part et d'autre de celui-ci.

La partie inférieure de la tige 6 est engagée dans m logement 7 pratiqué dans le carter, lequel logement présente m orifice inférieur constituant l'orifice d'entrée 8 du 35 carburateur et m orifice latéral constituant l'orifice de sortie 9 du carburateur.

L'orifice de sortie 9 est mmi de moyens obturateurs qui comprennent, d'me part, me gorge annulaire 10 creusée « * 7 dans la tige 6 vers l’extrémité inférieure de celle-ci et, d'autre part, un joint annulaire à lèvres 11 entourant la tige et disposé entre l’orifice de sortie 9 et l’orifice d'entrée 8. Les formes et les dimensions respectives du 5 joint 11 et de la gorge 10 sont telles que, dans la position haute ou position d'injection ou de repos représentée à la figure 1 (qui sera explicitée ultérieurement), le joint 11 ne soit pas en appui contre les flancs de la gorge 10, l'orifice de sortie 9 étant alors en communication 10 avec le logement 7. Par contre, lorsque la tige est complètement descendue (position de dosage), le joint 11 est en appui contre la tige 6 et isole de façon étanche l'orifice de sortie 9 du logement 7.

L'orifice d'entrée 8 débouche dans une cavité 12 agen-15 cée pour recevoir la tête d'un réservoir 13 amovible (représenté en trait spectral). La solidarisation du réservoir au carburateur peut être effectuée de toute manière connue.

Le réservoir 13 contient un carburant approprié sous forme liquide avec un gaz expulseur sous pression chimique-20 ment inerte vis-à-vis du carburant liquide. De façon avantageuse, il s'agit d'un mélange aérosol, constitué par un composé butane-propane (carburant) et d'azote (gaz propulseur) .

Le réservoir 13 comporte un orifice à sa partie supé-25 rieure, lequel est muni d'une soupape de retenue 14 (dont seule la partie extérieure du doigt d’actionnement est visible sur la figure 1 ).

Par ailleurs, on notera qu'un ressort 15» coaxial à la tige 6, est interposé entre l'extrémité inférieure du noyau 30 5 et la partie du carter délimitant le logement 7„ A sa partie supérieure, la tige 6 est engagée dans une pièce en forme de cloche 16 faisant saillie à l'intérieur d'une chambre.17 étanche et délimitée par les parties hautes du carter 2.

35 La pièce en forme de cloche 16 présente des ouvertures 18 faisant communiquer la tige 6 avec la chambre 17. Ces ouvertures 18 sont situées à la base de la pièce en forme de cloche 16, de telle manière que, l'appareil étant * / » 8 installé dans sa position verticale de fonctionnement, le carburant auxiliaire puisse être expulsé avant le gaz propulseur.

Dans la chambre 17 est disposé un piston 19 repoussé, 5 sous l'action d'un ressort 20, dans une position où le volume utile de la chambre 17 est minimum.

Dans la paroi de fond 21 du carter est disposée une butée 22 qui limite le déplacement du piston à une valeur prédéterminée. La butée 22 est rendue réglable de toute ma-10 nière appropriée : dans le mode de réalisation représenté, la butée est réglable par bonds ; à cette fin, elle est réalisée sous forme d'un axe muni de gorges annulaires 25 f dans l'une desquelles est engagée une pièce de blocage 24.

Des joints d'étanchéité sont prévus aux extrémités de 15 la tige 6 et entre le piston et la paroi de la chambre : pour diminuer les frottements et minimiser la puissance électrique à prélever sur la batterie pour le fonctionnement du carburateur, les joints sont des joints à lèvres, comme représenté. De plus, de tels joints, constitués par 20 exemple en "Rilsan”, continuent à assurer leur fonction sous des températures très basses de l'ordre de -50°C à -35°0, ce qui ne pourrait avoir lieu avec des joints toriques.

Le fonctionnement du carburateur auxiliaire de la fi-25 gure 1 est le suivant.

Au repos, les pièces occupent les positions représentées à la figure 1.

Lorsqu'on ferme le circuit électrique d'alimentation de la bobine électromagnétique 3> le noyau 5 entraîne la 30 tige 6 vers sa position extrême inférieure (position de dosage), en comprimant le ressort 15. La tige 6 appuie sur le doigt d'actionnement de la soupape de retenue 14 du réservoir 13 et du mélange sous pression passe dans le logement 7» traverse la tige 6 qui est creuse et parvient, 35 via les ouvertures 18, dans la chambre 17.

Sous l'effort dû à la pression du mélange et supérieur à la force du ressort 20, le piston remonte dans la chambre jusqu'à venir en appui contre la butée 22.

I* * 9

La durée de remplissage de la chambre 17 est variable et dépend, d'une part, de la position de la butée 22 et, d'autre part, de la pression du mélange ; à titre d'exemple, cette durée est typiquement de l'ordre de 2 à 5 secon-5 des.

L'utilisateur met alors en marche le démarreur du moteur en même temps qu'il ouvre le circuit électrique d'excitation de la bobine 3. Le noyau 5 est ramené à sa position initiale sous l'action du ressort 15 et la tige 6 re-10 prend sa position représentée à la figure 1. La soupape de retenue 14, qui n'est plus sollicitée par la tige 10, revient en position de fermeture et isole le réservoir 13.

L'orifice de sortie 9 étant à nouveau en communication avec le logement 7, le mélange contenu dans la chambre 17, 15 maintenu sous pression sous l'action du ressort 20, est refoulé vers l'orifice de sortie 9, via les ouvertures 18, la tige creuse 6 et le logement 7, et amené à un injecteur par une tubulure raccordée à l'orifice 9 (non représentée).

La figure 2 représente un injecteur 25 agencé de toute 20 façon appropriée pour sa fixation sur la paroi 26 d'un collecteur. Conformément à l'invention, 1'injecteur 25 est muni, à son extrémité libre (extrémité inférieure sur la figure 2), d'un pan coupé 27 dans lequel débouche l'orifice d'injection et formant avec l'axe 28 de 1'injecteur un an-25 gle oc tel que, pour un diamètre donné de l'orifice d'injection et pour une pression d'injection donnée, le cône de pulvérisation 29 du carburant auxiliaire possède une génératrice 30 - celle qui est la plus proche de la paroi du collecteur (génératrice supérieure sur la figure 2) - qui 30 soit parallèle au collecteur, de manière à éviter que du carburant soit pulvérisé sur la paroi 26 et s'y condense.

La figure 3 représente un autre type d'injecteur muni de deux pans inclinés 27a et 27b disposés symétriquement par rapport à l'axe de symétrie 28. Les génératrices 30a et 35 30b des cônes de pulvérisation 29a et 29b respectivement sont parallèles au collecteur et donc approximativement alignées.

Du fait de la disposition conforme à l'invention, la » * 10 saillie de l'injecteur dans le collecteur, c'est-à-dire la distance d entre la paroi du collecteur et l'orifice d'injection, devient pratiquement indifférente. Il est alors possible de n'utiliser qu'un s.eul et même type d'injecteur 5 pour des moteurs de puissances différentes. En outre, la distance susmentionnée d peut être rendue relativement faible de manière que cet injecteur auxiliaire, en saillie dans le collecteur, ne provoque qu'une perturbation moindre de l'écoulement du mélange en fonctionnement normal.

10 On notera que le fonctionnement correct de l'injecteur de l'invention repose essentiellement sur la reproductibilité des conditions de fonctionnement, c'est-à-dire essentiellement de la pression d'injection. Il en résulte qu'un tel injecteur se révélera particulièrement avantageux en 15 combinaison avec des carburateurs délivrant un carburant sous une pression approximativement constante, comme c’est le cas pour le carburateur auxiliaire de l'invention.

Enfin, on prévoit d'équiper l'injecteur de l'invention avec un système déflecteur constitué, comme représenté à la 20 figure 4» par une pastille 31 » destinée à être accolée contre la face intérieure du pan coupé 27 des figures 2 et 3» et portant, sur sa face 32 tournée vers l'extérieur de l'injecteur, des parois 33 enroulées en spirale s'étendant entre un orifice central 34 et le bord périphérique 35 de 25 la pastille, les parois 33 peuvent être soit en saillie sur la pastille, soit au contraire délimiter une rainure creusée dans la pastille.

Ces moyens déflecteurs permettent de créer, dans le carburant injecté dans le collecteur, un mouvement tour-30 billonnaire favorisant son mélange avec l'air et avec le carburant principal.

Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d’application et de réalisation qui ont 35 été plus spécialement envisagés ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes.

Claims (5)

1. Injecteur de combustible pour carburateur de moteur à combustion interne, notamment pour carburateur auxiliaire, caractérisé en ce que l’extrémité libre de l'in- 5 jecteur présente au moins un pan coupé et en ce qu'un orifice d'injection débouche dans ce pan coupé, l'inclinaison du pan coupé par rapport à l'axe de l'injecteur étant telle que, en fonctionnement, la génératrice du cône de pulvérisation du carburant, la plus proche de la paroi du 10 collecteur portant l'injecteur, soit parallèle à ladite paroi.

2. Injecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des ailettes déflectrices pour créer une pulvérisation tourbillonnaire du carburant. 15 5 ~ Carburateur auxiliaire de démarrage pour moteurs à combustion interne, agencé pour délivrer au moteur, par l'intermédiaire d'au moins un injecteur selon la revendication 1 ou 2, un carburant auxiliaire à partir d'un réservoir contenant ledit carburant sous forme liquide avec 20 un gaz expulseur sous pression chimiquement inerte vis-à-vis dudit carburant liquide (notamment un aérosol), le réservoir possédant un orifice d'expulsion muni d'urie soupape de retenue normalement maintenue en position de fermeture, ledit carburateur auxiliaire étant agencé pour que 25 ledit réservoir soit situé à sa partie inférieure, caractérisé en ce qu'il comprend en combinaison et dans l'ordre indiqué, du bas vers le haut du carburateur auxiliaire disposé en position de fonctionnement : - une chambre inférieure en communication avec l'orifice 50 d'expulsion du réservoir, - un orifice de sortie du carburateur auxiliaire communiquant avec la chambre inférieure, - des moyens obturateurs aptes à obturer sélectivement ledit orifice de sortie, sous l'action de moyens de com- 55 mande, - une tubulure mobile dont l'extrémité inférieure débouche dans la chambre inférieure et est agencée pour constituer les susdits moyens de commande des moyens i * f 12 obturateurs, ladite tubulure étant apte à occuper au moins deux positions fonctionnelles, savoir une première position (position de repos) dans laquelle son extrémité inférieure ne coopère pas avec la soupape de retenue du 5 réservoir et une seconde position dans laquelle elle agit sur ladite soupape de retenue pour ouvrir l'orifice du réservoir, - un orifice d'entrée du carburant dans le carburateur porté par l'extrémité inférieure de la tubulure et apte à 10 coopérer avec l’orifice du réservoir lorsque la tubulure occupe sa seconde position fonctionnelle, - une bobine électromagnétique pour commander le déplacement de la tubulure de sa première à sa seconde position fonctionnelle, ladite bobine possédant un noyau solidai- 15 re de la tubulure et traversé par celle-ci, - des premiers moyens de rappel pour rappeler la tubulure de sa seconde à sa première position fonctionnelle lorsque la bobine électromagnétique n’est pas excitée, - une enceinte fermée, 20. un piston mobile à l’intérieur de ladite enceinte pour délimiter dans celle-ci une chambre supérieure à volume variable, dans laquelle débouche l’extrémité supérieure de la tubulure, - et des seconds moyens de rappel agissant sur le piston 25 pour que le volume variable de la chambre supérieure soit minimum lorsque le carburateur n’est pas en fonctionnement, l’ensemble des organes susmentionnés (à l’exception de l’orifice de sortie du carburateur auxiliaire) étant co- 30 axiaux.

4. Carburateur auxiliaire selon la revendication 3» caractérisé en ce qu’il est prévu une butée réglable pour limiter la course du piston et régler le volume maximum de la chambre supérieure. 35 5 - Carburateur auxiliaire selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que les moyens obturateurs de l’orifice de sortie comprennent un joint d’étanchéité à lèvres coopérant avec la tige et en ce que les moyens de > V 13 commande desdits moyens obturateurs comprennent une gorge annulaire creusée dans la tige, ladite gorge ayant un diamètre inférieur au diamètre intérieur du joint d'étanchéité, et en ce que l'orifice d'entrée et l'orifice de sortie 5 du carburant débouchent dans la chambre inférieure de part et d'autre desdits moyens obturateurs.

6. Carburateur auxiliaire selon l'une quelconque des revendications 3 a 5, caractérisé en ce que le réservoir de carburant est amovible. 10 7 - Carburateur auxiliaire selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que tous les joints d'étanchéité associés à des pièces mobiles sont des joints à lèvres.

8. Carburateur auxiliaire selon l'une quelconque des 15 revendications 3 à 7» caractérisé en ce que l'extrémité supérieure de la tubulure est coiffée par un capuchon communiquant, à sa base, avec la chambre supérieure à volume variable.