Aménagement des sorties des conduites de gaz dans la conduite d'amenée d'air d'un moteur alimenté en gaz

DESCRIPTION

La présente demande concerne un perfectionnement à la demande de brevet du même déposant n° FR 80 09747 du 30/04/80 qui avait pour objet un dispositif d'alimentation en gaz d'un moteur à combustion interne, comprenant plusieurs étages de détente inter¬ posés entre un réservoir de gaz et le moteur, ces étages compor¬ tant au moins un étage d'entrée (I) relié au réservoir et comprenant un détendeur chargé par ressort et fournissant une pression sensiblement constante et légèrement supérieure à la pression atmosphérique et un étage final (V) de grande sensibilité ayant sa sortie reliée au circuit d'admission d'air du moteur dans lequel les étages de sortie (IV-V), comprenant chacun au moins un détendeur à membrane non chargée, sont agencés pour n'assurer sensiblement aucune détente et fonctionner en sur¬ pression quasi nulle, et au démarrage et au ralenti, en régime transitoire alternatif avec battement des membranes en fonction de la dépression dans le dit circuit d'admission, dont les fluctuations se trouvent ainsi lissées.

L'étage final V comprenant au moins deux détendeurs disposés de manière à réduire, du point de vue inertie, l'effet conjugué de la pesanteur et de la force centrifuge. Le pré-étage final (IV) comportant le même nombre de détendeurs à membrane non chargée que l'étage final, chacun en série avec un détendeur de l'étage final.

Chaque détendeur du pré-étage final (IV) étant apparié en opposi¬ tion à un détendeur de l'étage final (V).

ILLE Ξ r _t S^F- ACEMENT

L'objet de la présente invention est de proposer un nouvel aménagement des sorties des conduits de gaz dans la conduite d'amenée d'air en vue de supprimer les coups de bélier en reprise sans avoir à brider la conduite d'amenée d'air au niveau de l'arrivée de ces conduits ou encore au niveau du réglage d'air primaire c'est-à-dire au détriment du remplissage à haut régime et donc du rendement du moteur et d'autre part sans avoir à ouvrir l'accélérateur exagérément : le ralenti du moteur se réglant par légère ouverture de l'accélérateur, car une plus grande ouverture augmenterait la consommation en décélération.

Le principe de fonctionnement de l'appareil en régime transitoire tant au ralenti qu'en reprise demande et permet des jonctions de section importante entre l'étage final et l'arrivée au carburateur.

Ce qui n'est plus possible entre l'étage III et le pré-étage fin'ai (IV) d'une part et d'autre part entre le* pré-étage final

(IV) et l'étage final (V) les jonctions entre (III) et (IV) et (IV) et (V) étant également bridées pour fonctionner en régime de reprise et sont adaptées au régime continu.

Ces jonctions pour ne pas freiner l'écoulement seront donc les plus courtes possibles.

Avant de développer davantage le principe de fonctionnement de ce système d'alimentation en gaz, il est aisé de comprendre l'impor¬ tance de l'influence de la colonne (C) d'air sur l'écoulement de la colonne (S) de gaz et de chercher à s'en servir, c'est l'objet de la présente invention.

Ce système d'alimentation en gaz se sert de la fluctuation de la veine d'admission en régime transitoire : au ralenti par exemple pour stabiliser l'écoulement et supprimer la pollution par inertie du battement des membranes de l'étage final (V).

En effet, considérons £_ Y à un moment donné comme la surface d'ouverture adéquate des entrées de l'étage final par rapport à la dépression dans la veine d'admission, le battement des mem¬ branes et obturateurs des éléments de l'étage final (V) autour de cette surface d'ouverture moyenne ^Y des entrées de cet étage final (V) amortit les fronts d'onde ascendants sans faire varier le débit fonction de l'énergie comme il y a variation de mouvement et donc du carré des orifices ï à un moment donné en moyenne fonction de £ï + £ûY et donc toujours de ^ Y

D'autre part, en reprise le gaz de l'étape finale V se vide à travers les conduits qui transmettent les fluctuations au ralenti.

En régime transitoire le débit de gaz abstraction faite de la masse est fonction du carré de la somme des sections des con¬ duits de gaz et le débit d'air fonction du carré de la section de la conduite d'air principal (C).

Pour que le rapport des débits gaz/air reste le même en régime transitoire qu'en régime continu, si λ/% est le meilleur rapport gaz/air, il faut que :

Comme x change selon la formule du gaz et en laissant de côté la masse du gaz qui peut augmenter ou diminuer l'inertie de la colonne S du gaz par rapport à la colonne C d'air (ce à quoi il est possible de remédier par un réglage sur la vanne d'entrée d'air (P).

Selon une caractéristique de la présente invention le rapport des sections en fonction du gaz utilisé est réglé par la mise en place sur la conduite d'amenée d'air C, réalisée en matériau souple, extérieurement à celle-ci, au niveau du débouché des conduits de gaz, d'un collier réglable (T).

FEUILLE DE REMPLACEMENT

Ce- réglage anti-coup de bélier entre la conduite d'air principal

(C) et les conduits de gaz s par le collier (T) peut être amé¬ lioré par un serrage ou un déserrage des conduits dé gaz ^S afin que ce rapport des sections des entrées de l'étage final (V) et de la section de la conduite d'air (C) ne change pas pour éviter de modifier la consommation en régime continu.

Comme il n'est pas possible de modifier la surface des entrées de l'étage final (V) à moins de mettre deux appareils, il est encore possible d'utiliser du G.P.L. plutôt que du propane pour débrider l'air.

Une autre solution consiste à remplacer le gaz par de l'air pilote de même masse que l'air principal à la température près qu'il est aisé de rendre identique en faisant passer les tuyaux d'air pilote dans l'air principal.

Un tel appareil servant pour l'injection électronique sera réglé définitivement pour différents carburants avec les mêmes avantages à condition que la quantité d'air pilote soit toujours dans la même proportion vis-à-vis de l'air principal C, c'est-à- dire que si la proportion d'air pilote (S) et d'air principal C sont dans la proportion - en régime continu il faudra pour qu'en

régime transitoire il reste identique : que le rapport de la somme des sections des conduits S d'amenée d'air pilote et de la section de la conduite d'amenée d'air principal soit égal à :

Vi Ainsi avons-nous :

- J_ si 1 ^est ^ ^e rapport carburant/air et

un bouton réglable sur ordinateur rendra compte de k pour changer de carburant.

Selon une autre caractéristique du présent dispositif pour éviter le refoulement et pour se servir de la vitesse d'écoulement de la colonne d'air C par rapport à la vitesse d'écoulement de la

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colonne de gaz S en régime continu inférieure * fois à celle de l'air si les sections des conduits gaz/air se trouvent dans le meilleur rapport de reprise.

Ainsi pour se servir de la vitesse de la colonne d'air C par rapport à la vitesse de la colonne de gaz S le présent disposi¬ tif est caractérisé en ce que les conduits de sortie S de l'étage final (V) débouchent dans la conduite (C) d'amenée d'air au carburateur en aval d'un coude réalisé sur celui-ci et situé selon une section de la dite conduite dans la zone interne du plus grand rayon et en .ce que le rapport des sections entre tubulures d'amenée de gaz et d'air est proche de \fî si

X est le meilleur rapport air/gaz. Toujours pour ne pas brider l'air principal et éviter le refoulement des fluctuations néfastes à la reprise en maintenant exagérément en mouvement les membranes à obturateur des éléments (B) de l'étage final (V) ce qui bride 1 'écoulement de gaz.

Selon une autre caractéristique, la conduite d'amenée d'air C comporte N branches disposées en évasure (exemple en Y pour N=2) et les N branches étant pourvues chacune d'un coude, une fraction 1/N des conduits d'arrivée de gaz aboutit dans chacune des dites branches en aval des coudes dans la partie du plus grand rayon et de façon convergente vers le centre de la conduite unique de sortie vers laquelle converge les dites branches ; dans tous les cas, les conduits d'arrivée de gaz sont disposés selon une section de la conduite d'air dans une surface inscrite entre une corde disposée au-delà du centre et l'arc de cercle correspondant pour être dans la zone de plus grande vitesse de l'air principal.

Selon une autre caractéristique de la présente invention les conduits d'amenée de gaz sont disposés dans la surface inscrite, en quinconce pour éviter le refoulement des fluctuations.

De même dans le cas d'une conduite unique d'amenée d'air C le

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papillon du carburateur est commandé de manière à basculer vers le bas lors de l'ouverture dans la zone située sous les débouchés des conduits de gaz (S).

A titre d'illustration, des dessins sont joints, qui représentent:

Fi g 1 : une vue d' ensemble du di spositif ,

Fi g 2 : une vue en coupe selon aa de l a fi gure 1 ,

Fi g 3 : une vue de détai l d' une vari ante de réal i sation d'une tubulure d'amenée d'air, Fig 4 : une vue en coupe bb de la figure 3.

Une description détaillée en référence aux dessins va être effectuée :

Selon l'intention Fig 1, le dispositif d'alimentation comprend du réservoir de gaz (100) sur la conduite d'amenée d'air (C) au moteur :

- une électrovanne (2) que l'on peut brancher d'une part au démarreur à travers unβ diode (dl) et d'autre part à l'alternateur à travers une. άioάa* (é l)

- un rëchauffeur (3)

- un premier étage de détente principal I réglable - un étage intermédiaire de détente II (facultatif)

- un second étage intermédiaire III avec deux détendeurs à membranes couplés (30a, 30b)et ressort commun (7) dont un des détendeurs à ressort commun ou non peut être monté à l'envers pour fonctionner en valve pour ne pas avoir à brider l'air par la vanne P pour aspirer le gaz,

- d'un ensemble apparié en série d'un pré-étage IV et d'un étage V finaux comprenant chacun des détendeurs (A ET B) à membranes non chargées et réparties respectivement :

1°/ suivant les faces d'un polyèdre de préférence régulier et encore suivant les faces d'un rhombododécaèdre ou un rhombotriacontaëdre ou

2°/ suivant les faces d' un demi -polyèdre régul ier soit d' un demi cube, octaèdre, dodécaèdre pentagonal , icosaèdre,

le demi-dodécaèdre pentagonal étant choisi de préférence ayant deux étages et moins de faces que 1 'icosaèdre. 3°/ ou à plat

- les conduits de gaz S relient les sorties de l'étage V à la conduite d'amenée d'air C

- un collier (T) complète le réglage d'air primaire P

- une électrovanne E d'alimentation et de suralimentation relie la sortie de l'étage III à un ou plusieurs des conduits (S) d'amenée du gaz. - une vanne P qui en .plus d'un réglage primaire de l'air peut opérer le réglage le plus simple vis-à-vis de la pression atmosphérique.

La figure 3 représente une variante de la tubulure C d'amenée d'air pourvue de deux branches en Y reliées à une même amenée d'air avec vanne P.

Ces deux branches sont chacune pourvues d'un coude où arrivent les conduites de gaz (S) qui étant reportées dans la zone de plus grand rayon se trouvent positionnées dans la partie cen¬ trale de la conduite unique (C) en aval. Ceci étant illustré en figure 4.

Il est à remarquer en Fig 2 la disposition en quinconce des con¬ duites (S) disposées selon une surface de la section de la condui¬ te (C) délimitée par une corde disposée dans la zone de grand rayon et un arc correspondant.

Les fig 1 et 3 montrent le positionnement des colliers T au droit des conduites S.

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