Procédé et dispositif réduisant l'émission de produits polluants par les moteurs
à carburation externe pendant les périodes de décélération
Le présent brevet a pour objets un porcédé et un dispositif réduisant l'émission de produits polluants par les moteurs à carburation externe, pendant les périodes de décélération.
On sait que l'émission d'hydrocarbures imbrûlés, qui figure parmi les facteurs nocifs de la pollution atmosphérique par les moteurs à carburation externe, est plus particulièrement important pendant les périodes de décélération, par suite des combustions incomplètes qui se produisent alors. En circulation urbaine, et pour un véhicule non équipé de dispositif antipollution, les hydrocarbures imbrûlés émis en décélération représentent environ 30 % du volume total des hydrocarbures rejetés dans les gaz d'échappement.
Par conséquent, un intérêt tout particulier s'attache, dans la lutte antipollution, à la réduction de la teneur des gaz d'échappement en produits polluants, pendant les périodes de décélération.
Il est impossible d'obtenir une telle réduction en réglant la commande de l'organe de réglage du débit des gaz admis dans le moteur de telle façon que cet organe reste légèrement plus ouvert en période de décélération qu'en période de ralenti, ce qui réduit la dépression dans la tubulure d'admission, laquelle est responsable, en période de décélération, de l'aspiration dans la chambre de combustion de mélanges qui brûlent incomplètement.
Cette solution ne fournit pas cependant de résultats suffisants en ce qui concerne la réduction des émissions nocives en période de décélération et présente par ailleurs le grave inconvénient de réduire considérablement la fonction de frein-moteur en décélération, puisque la fermeture de l'organe de réglage de l'admission des gaz est moins complète en décélération que dans un moteur usuel.
Parmi les autres moyens antérieurement proposés pour réduire la pollution atmosphérique pendant les périodes de décélération, figurent notamment des dispositifs fermant le gicleur de ralenti en période de décélération.
Les essais montrent cependant que de tels dispositifs ne réalisent pas une coupure complète de l'alimentation en carburant du moteur, et ne réduisent donc qu'imparfaitement l'émission d'hydroearbures imbrûlés à la décélération.
La raison de cette coupure imparfaite proviens du fait que les circuits du carburateur autres que le circuit de ralenti (circuit principal et circuit de progression ou de couplage) sont soumis à une dépression résiduelle provenant du débit d'air correspondant à la position de ralenti du papillon.
On rappelle que le circuit de progression des carburateurs usuels est constitué de canaux d'arrivée d'un mélange d'air et de carburant débouchant dans la conduite d'admission pratiquement au niveau du papillon des gaz.
Ces canaux servent à établir une transition entre l'alimentation du moteur en carburant par le gicleur de ralenti et l'alimentation à partir du jet débouchant dans le col de la buse d'admission, pour les régimes correspondant au fonctionnement en charge, le jet ne s'amor çant franchement que pour un débit suffisant d'air admis par la buse, correspondant à un minimum d'ouverture du papillon des gaz.
Par ailleurs, quand le papillon des gaz est fermé aussitôt après avoir été ouvert en grand, la paroi du collecteur d'admission des différents cylindres du moteur peut être recouverte d'une quantité assez importante d'essence sous forme liquide. La fermeture du papillon des gaz lors d'une décélération, en réduisant la pression d'air dans le collecteur d'admission, facilite l'évaporation de ce carburant. Le mélange de carburant et d'air qui s'écoule brûle incomplètement et les gaz d'échappement sont alors changés en hydrocarbures imbrûlés.
Le procédé selon l'invention réduisant l'émission de produits polluants par les moteurs à carburation externe pendant les périodes de décélération est utilisable dans les moteurs comportant des moyens de carburation alimentés en air et en combustible et reliés à au moins un cylindre par un orifice d'admission muni d'un organe d'obturation intermittente et comprotant un circuit de ralenti pour le carburant. I1 est caractérisé en ce que, en période de décélération, on supprime totalement le débit de mélange carburé alimentant le cylindre et, simultanément,
on admet dans le cylindre de l'air non carburé en un point tel que le volume de la portion de canalisation d'alimentation située entre ce point et l'organe d'obturation intermittente soit au plus égal à la moitié du volume de la canalisation d'alimentation situé entre les moyens de carburation et l'organe d'obturation intermittente.
Le dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention réduisant l'émission de produits polluants par les moteurs à carburation externe pendant les périodes de décélération est adaptable aux moteurs comportant des moyens de carburation alimentés en air et en combustible, ces moyens de carburation étant reliés à au moins une canalisation d'alimentation débouchant dans au moins un cylindre par un orifice muni d'un organe d'obturation intermittente et comportant un circuit de ralenti d'alimentation en carburant. I1 est caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de suppression totale, en période de décélération, du débit de mélange carburé alimentant le cylindre, et des moyens d'admission d'air non carburé dans le cylindre, en période de décélération,
par un conduit débouchant dans la canalisation d'alimentation en un point tel que le volume de la portion de canalisation d'alimentation située entre ce point et l'organe d'obturation intermittente soit au plus égal à la moitié du volume de la canalisation d'alimentation situé entre les moyens de carburation et l'organe d'obturation intermittente.
L'expérience a montré qu'on parvient dans ces conditions à supprimer presque totalement l'émission d'hydrocarbures imbrûlés lors des décélérations sans aucun à-coup dans le fonctionnement du moteur.
En général, la plus grande diminution du taux d'hydrocarbures dans les gaz est obtenue lorsque le conduit d'admission d'air débouche dans la canalisation d'alimentation du cylindre en un point tel que le volume de la porion de cette canalisation située entre ce point et l'organe d'obturation intermittente soit au plus égal au tiers (1/3) du volume de la canalisation d'alimentation du cylindre situé entre les moyens de carburation et l'organe d'obturation intermittente.
Il convient de noter que t'on donne ici un sens assez large au terme de décélération, en définissant les périodes de décélération comme étant toutes celles pendant lesquelles le moteur ne fournit aucune puissance et est entraîné par l'énergie cinétique du véhicule, ou par son inertie propre, à une vitesse de rotation (ou régime) supérieure à la vitesse normale de ralenti à vide.
Pratiquement ces périodes de décélération sont réalisées chaque fois que le véhicule entraîne le moteur, dont la puissance est réglée à sa valeur minimale, à une vitesse supérieure à celle que ce moteur aurait pour le même réglage de puissance, s'il était débrayé de l'entraînement par le véhicule.
Ces conditions sont constamment réalisées en descente et en période de ralentissement
Le présent dispositif sera utilisé en association avec tous moyens appropriés pour déceler ces périodes de décélération du moteur.
Ces moyens comprendront, par exemple, des dispositifs de détection d'au moins deux paramètres dont l'un sera lié à la position de l'organe réglant la puissance (commande d'accélérateur ou du papillon du carburateur) et l'autre lié à une autre caractéristique de fontionnement du moteur, telle que régime, conditions de la transmission moteur-roues (embrayage, boîte de vitesses), etc.
Plusieurs mode de réalisation du dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention seront décrits, à titre d'exemple, en se référant au dessin annexé où:
La fig. 1 est une vue schématique du dispositif dans lequel l'admission de carburant et l'admission d'air correspondant au fonctionnement au ralenti à vide sont toutes deux effectuées par des moyens distincts de ceux correspondant au fonctionnement n charge.
La fig. 1A montre l'emplacement choisi pour l'orifice du conduit d'admission d'air non carburé au voisinage de la soupape d'admission d'un cylindre.
Les fig. 1B et 1C représentent deux autres localisations possibles de cet orifice.
La fig. 2 est une vue schématique de la commande des moyens de coupure simultanée de l'alimentation en carburant et du débit d'air traversant la buse.
Les fig. 3A et 3B sont des vues schématiques illustrant le fonctionnement du dispositif rétablissant l'alimentation en carburant et en air à l'accélération.
La fig. 4 est une vue en coupe du second dispositif.
La fig. 5 est une vue schématique d'une variante de la commande de la fig. 2, dans laquelle on réalise en outre une coupure de l'allumage en période de décélération.
Dans le premier mode de réalisation illustré par les fig. 1 et 1A à 1C, une canalisation d'alimentation 1 en air du moteur débouche dans une buse 2 dans le col de laquelle le carburant est admis par une tubulure 3 alimentée par la cuve (non représentée) du carburateur à travers un gicleur principal 4. Un papillon des gaz 5 est monté sur un axe de rotation 6 de ce papillon.
Le carburateur représenté comporte une deuxième canalisation 7 d'arrivée de carburant, également reliée à la cuve du carburateur et comportant un gicleur 8 et une prise d'air 9.
Cette canalisation 7 alimente les canalisations de progression 10 et 1 1 débouchant dans la canalisation 1 un peu en amont du papillon 5 par rapport au sens d'écoulement des gaz (indiqué par la flèche en tirets), ces canalisations de progression ayant un rôle indiqué plus haut
La canalisation 7 alimente également la canalisation de ralenti 12 qui débouche en aval du papillon 5.
Le débit de carburant au ralenti est ajusté au moyen de la vis-pointeau 13.
L'alimentation en air au ralenti à vide s'effectue au moyen d'une canalisation 14 distincte de la canalisation 1 et raccordée à celle-ci en amont du papillon 5. Ce dernier est adapté à obturer la canalisation 1 aussi complètement que possible lorsque la pédale d'accélérateur est relevée, alors que dans un carburateur classique une butée limite la fermeture de ce papillon des gaz, précisément en vue de laisser subsister une admission d'air nécessaire au fonctionnement au ralenti à vide.
Le débit d'air au ralenti à travers la canalisation 14 est réglé par la vis-pointeau 15.
Les canalisations 7a et 14 sont raccordées entre elles et connectées à la canalisation de ralenti 12 à travers un orifice 16 pouvant être obturé par un clapet 17 normalement maintenu en position d'ouverture par un ressort de rappel 18.
A chaque décélération, la fermeture complète du papillon des gaz qui se produit lorsqu'on relève la pédale d'accélérateur est accompagnée de la commande de fermeture du clapet 17, ce qui réalise une coupure simultanée de l'alimentation en carburant et du débit d'air à travers la buse 2. La fermeture du clapet 17 est obtenue en alimentant en courant électrique un bobinage 19.
La coupure simultanée, par le papillon des gaz et par le clapet 17 respectivement, du débit d'air à travers la buse 2 et de l'alimentation en carburant est accompagnée d'une admission d'air non carburé dérivée en amont de la buse 2 dans le cylindre par une canalisation 20, distincte de la canalisation 1 et débouchant dans la tubulure d'admission 21 de ce cylindre, qui prolonge la canalisation 1, par un orifice 22 situé à proximité de la tête de la soupape d'admission 23 (fig. 1A).
La position de l'orifice 22 est telle que le volume V, de la portion de la tubulure d'admission 21 située entre cet orifice et le siège de la soupape d'admission 23 soit au plus égal à la moitié du volume Vo de la canalisation d'alimentation du cylindre considéré située entre le carburateur C et le siège de la soupape d'admission.
Le clapet 17 placé sur le circuit de ralenti commande l'écoulement d'air dans la canalisation 20 exclusivement dans sa position de fermeture de l'orifice 16.
Cette introduction d'air non carburé permettra d'éviter une trop grande dépression dans la tubulure d'admission en position de fermeture complète du papillon et, grâce à la position de l'orifice 22 choisie à proximité de la tête de la soupape 23, permettra de limiter l'aspiration dans le cylindre, pendant les périodes de décélération, de l'essence qui a pu se déposer à l'état liquide sur tout ou partie de la paroi de la tubulure 21 située en amont de l'orifice 22, ainsi que le balayage de cette essence par l'écoulement d'air.
Les fig. 1B et 1C montrent deux autres emplacements possibles de l'orifice 22 à proximité de la tête de soupape.
A la fig. 2 illustrant un mode de réalisation des moyens de détection des périodes de décélération du moteur et de commande du clapet 17, un circuit électrique d'excitation du bobinage électrique 19, alimenté par une batterie 24, comporte deux interrupteurs en série R et i. La commande de l'interrupteur i est couplée avec celle du papillon des gaz (fig. 3A et fig. 3B).
Celui-ci comporte un organe de commande 25, solidaire de l'axe 6 du volet, et auquel est connecté un ressort 26 de rappel du papillon vers la position d'obturation de la canalisation 1.
La.tringle de commande 27 de l'accélérateur, dont une extrémité est fixée au ressort de rappel 28 de l'accélérateur en position haute (position représentée à la fig. 3A), est reliée à une came 29 montée folle sur l'axe 6 du papillon et comportant une boutonnière 30 dans laquelle est engagée un ergot 31 solidaire de l'organe 25 de commande du papillon.
La came 29 a un profil adapté à coopérer avec un organe de commande de l'interrupteur i en provoquant la fermeture de celui-ci (fig. 3A) pour la position de la came 29 correspondant au rappel de l'accélérateur en position haute et l'ouverture de cet interrupteur (fig. 3B) par simple pression sur l'accélérateur.
L'interrupteur R, normalement maintenu ouvert par un ressort de rappel r, est adapté à être fermé par un relais 32 (fig. 2) dès que le régime du moteur (vitesse de rotation) dépasse sensiblement la valeur correspondant au fonctionnement au ralenti à vide de ce moteur, par exemple lorsque le régime dépasse 800 tlmn. Le relais 32 est excité, ce qui provoque la fermeture des contacts de R, lorsque la tension électrique aux bornes de la dynamo D dépasse un certain seuil, cette tension étant liée au régime du moteur. Dans la variante illustrée par la fig. 5, le relais 32 est commandé par l'intermédiaire d'un organe tachymétrique T connecté au rupteur A du circuit d'allumage.
Lorsque, l'interrupteur R étant fermé, on relève la pédale d'accélérateur P, ce qui correspond aux conditions de décélération, I'interrupteur i se ferme à son tour (fig. 3A), ce qui provoque l'alimentation du bobinage 19 qui commande la fermeture du clapet 17. Cette fermeture entraîne la coupure de l'alimentation du conduit de ralenti 12, à la fois en air, au moyen des conduits 14 et 14a, et en carburant au moyen des canalisations 7 et 7a, puisque par ailleurs, comme on l'a déjà signalé, le papillon 5 est adapté à obturer de façon aussi complète que possible la canalisation 1 dans sa position de fermeture, ne laissant ainsi passer qu'un débit d'air nul ou très faible, insuffisant pour provoquer l'amorçage des canalisations de progression 10 et 11.
Une simple pression sur la pédale d'accélérateur P, provoquant l'ouverture de l'interrupteur i (fig. 3B) par la came 29 de la manière précédemment indiquée, supprime l'alimentation du bobinage 19.
Le clapet 17 s'ouvre alors, rétablissant l'alimentation du moteur en mélange carburé, par la canalisation de ralenti 12, avant l'ouverture du papillon 5. Ceci est réalisé en maintenant un certain intervalle entre la commande d'ouverture de l'interrupteur i et l'ouverture du papillon 5, cet intervalle correspondant à l'intervalle de course de la pédale d'accélérateur pendant lequel l'alimentation est assurée par l'intermédiaire de la conduite de ralenti 12.
Cet intervalle, qui peut être fixé au moment de la construction et éventuellement ajusté par réglage, est déterminé par ajustement de la course angulaire entre le bord 30a de la boutonnière 30 en position haute de la pédale d'accélérateur P et l'ergot 31 en position de fermeture du papillon.
Dans le second mode de réalisation de la fig. 4, la vis-pointeau 15 est supprimée et le clapet 17 sert à la fois à la coupure de l'alimentation du circuit de ralenti en période de décélération et au réglage du débit d'air carburé en période de ralenti.
On prévoit des moyens d'interruption du circuit d'allumage des cylindres du moteur pendant les périodes de décélération, en combinaison avec la coupure de l'alimentation en carburant de ces cylindres.
Ceci permet d'éviter qu'en période de décélération des à-coups dans le fonctionnement du moteur ne puis sent se produire (en particulier en début de décélération), provenant de l'allumage du mélange qui est alors introduit dans les cylindres (la très faible teneur résiduelle en carburant de ce mélange provient du carburant qui a pu se déposer sur les parois de la tubulure d'admission et, particulièrement, sur la portion de cette tubulure comprise entre l'orifice 22 et le siège de soupape, cette portion étant cependant de longueur aussi réduite que possible).
Un tel mode de réalisation est schématiquement illustré par la figure 5. Une bobine 33 du circuit d'allumage du moteur comprend un enroulement primaire 34 qui est normalement connecté, d'une part, au rupteur A du circuit d'allumage par le conducteur 35, d'autre part, à la borne positive de la batterie par le conducteur 36 à travers le conducteur mobile 37 d'un second relais R' dont le bobinage 38 est branché en série avec l'interrupteur i et le relais R et est donc excité pendant les périodes de décélération du moteur. Le ressort de rappel r' maintient le contacteur 37 dans la position représentée en trait plein sur la fig. 5, en l'absence d'une excitation électrique du bobinage 38.
La référence 39 désigne l'enroulement secondaire de la bobine d'allumage du moteur.
Le relais R n'est pas excité par la dynamo, mais par un dispositif tachymétrique T, alimenté par la batterie, qui comporte une borne d'entrée 41 connectée au rupteur par le conducteur 42 et une borne de sortie 43 connectée au bobinage 32 du relais R.
La tension de sortie de T augmente avec la fréquence de coupure du rupteur A, donc avec le régime du moteur, ce qui permet de fermer l'interrupteur du relais
R pour une valeur déterminée de la vitesse de rotation du moteur, cette valeur pouvant être modifiée par l'intermédiaire d'un potentiomètre non représenté, incorporé au dispositif tachymétrique T.
En période de décélération, l'excitation du bobinage 38 fait basculer le contacteur 37 dans la position indiquée en tirets sur la fig. 5, ce qui permet de supprimer le courant électrique dans l'enroulement primaire 34 de la bobine 33 et, par suite, d'interrompre l'allumage dans les différents cylindres.
Le courant électrique du cricuit primaire est alors refermé sur une résistance 40 de valeur choisie pour que cette résistance soit traversée par une intensité de courant sensiblement égale à celle du bobinage 34 et connectée en parallèle sur celle-ci.
Cet agencement permet, dans un mode de réalisation tel que celui de la fig. 5, où la vitesse de rotation du moteur est détectée dans l'enroulement primaire du circuit d'allumage, de conserver sensiblement la même intensité électrique dans ce circuit primaire malgré la suppression de l'allumage et, par suite, de ne pas perturber le fonctionnement du dispositif tachymétrique T.
Les résultats remarquables que permet d'obtenir le dispositif décrit dans la lutte contre la pollution atmosphérique ont été démontrés par des essais effectués sur un même véhicule alimenté en supercarburant du commerce et dans lequel l'émission de produits polluants était déjà réduite par un réglage optimum de la carburation, par un dessin particulier de la tubulure d'admission et par le réglage de l'avance à l'allumage.
lors d'une première série d'essais, le moteur n'était pas muni d'un dispositif réducteur de l'émission de produits polluants en période de décélération et la teneur moyenne des gaz d'échappement en hydrocarbures imbrûlés en période de décélération, lors de différents essais, a été de 260 ppm.
- Une nouvelle série d'essais a été effectuée en adaptant au même moteur un dispositif de type connu, mentionné dans l'introduction de cette description, réduisant l'émission de produits polluants en période de décélération par une ouverture du papillon des gaz supérieure à l'ouverture de ce papillon en période de ralenti, de façon à réduire la dépression dans la tubulure d'admission du moteur au cours des décélérations.
La teneur moyenne d'hydrocarbures imbrûlés dans les gaz d'échappement au cours de cette nouvelle série d'essais a été de 125 ppm.
- Une dernière série d'essais a été effectuée en remplaçant le dispositif connu par le dispositif décrit.
La teneur moyenne en hydrocarbures imbrûlés dans les gaz d'échappement a été de 19 ppm seulement dans un premier groupe d'essais où l'allumage n'était pas coupé pendant les périodes de décélération et cette teneur ne s'est élevée qu'à 24 ppm lors des essais effectués avec coupure de l'allumage en décélération.
I1 apparaît donc que l'utilisation du dispositif décrit a permis, par rapport à l'emploi du dispositif connu, une réduction de plus de 100 ppm de la teneur en hydrocarbures imbrûlés dans les gaz d'échappement lors d'essais de décélération effectués dans les mêmes conditions, en supprimant en outre les inconvénients déjà signalés de ce dispositif antérieur.
En outre l'emploi du dispositif décrit a permis d'obtenir en décélération une teneur pratiquement nulle en oxyde de carbone dans les gaz d'échappement, alors que cette teneur est d'environ 0,30 % (en volume) lorsqu'on utilise le dispositif antérieur, dans les mêmes conditions d'essais.
REVENDICATION I
Procédé réduisant l'émission de produits polluants par les moteurs à carburation externe pendant les périodes de décélération, utilisable dans les moteurs comportant des moyens de carbMraotton alimentée en air et en combustible et reliés à au moins une canalisation d'alimentation en mélange carburé débouchant dans au moins un cylindre par un orifice d'admission muni d'un organe d'obturation intermittente et comportant un circuit de ralenti pour le carburant, caractérisé en ce que, en période de décélération, on supprime totalement le débit de mélange carburé alimentant le cylindre et, simultanément,
on admet dans le cylindre de l'air non carburé en un point tel que le volume de la portion de canalisation d'alimentation située entre ce point et l'organe d'obturation intermittente soit au plus égâl à la moitié du volume de la canalisation d'alimentation situé entre les moyens de carburation et l'organe d'obturation intermittente.
SOUS-REVENDICATIONS
1. Procédé selon la revendication I, caractérisé en ce que l'on effectue l'admission d'air non carburé en un point tel que le volume de la portion de canalisation d'alimentation située entre ce point et l'organe d'obturation intermittente soit inférieur au tiers du volume de
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Method and device for reducing the emission of pollutants from engines
externally carbureted during periods of deceleration
The present patent relates to a pig and a device reducing the emission of pollutants by external carburetion engines, during periods of deceleration.
It is known that the emission of unburned hydrocarbons, which figures among the harmful factors of atmospheric pollution by external carburetion engines, is more particularly important during periods of deceleration, as a result of incomplete combustions which then occur. In urban traffic, and for a vehicle not fitted with an antipollution device, the unburnt hydrocarbons emitted during deceleration represent approximately 30% of the total volume of the hydrocarbons released in the exhaust gases.
Consequently, a very particular interest is attached, in the fight against pollution, to the reduction of the content of the exhaust gases in polluting products, during the periods of deceleration.
It is impossible to obtain such a reduction by adjusting the control of the member for adjusting the flow rate of gases admitted into the engine so that this member remains slightly more open during a deceleration period than during an idling period, which reduces the vacuum in the intake manifold, which is responsible, during deceleration, for the suction into the combustion chamber of mixtures that burn incompletely.
However, this solution does not provide sufficient results with regard to the reduction of harmful emissions during deceleration and moreover has the serious drawback of considerably reducing the engine brake function during deceleration, since the closing of the regulating member of the gas intake is less complete in deceleration than in a conventional engine.
Among the other means previously proposed for reducing atmospheric pollution during periods of deceleration, include devices which close the idle jet during periods of deceleration.
The tests show, however, that such devices do not completely cut off the fuel supply to the engine, and therefore only imperfectly reduce the emission of unburnt hydrocarbons on deceleration.
The reason for this imperfect cut-off comes from the fact that the carburetor circuits other than the idling circuit (main circuit and progression or coupling circuit) are subjected to a residual vacuum coming from the air flow corresponding to the idle position of the engine. butterfly.
It will be recalled that the progression circuit of conventional carburettors consists of inlet channels for a mixture of air and fuel opening into the intake pipe practically at the level of the throttle valve.
These channels are used to establish a transition between the supply of fuel to the engine by the idle jet and the supply from the jet opening into the neck of the intake nozzle, for the speeds corresponding to operation under load, the jet not fully priming except for a sufficient flow of air admitted by the nozzle, corresponding to a minimum opening of the throttle valve.
Furthermore, when the throttle valve is closed immediately after having been fully opened, the wall of the intake manifold of the various cylinders of the engine may be covered with a fairly large quantity of gasoline in liquid form. Closing the throttle valve during deceleration, by reducing the air pressure in the intake manifold, facilitates the evaporation of this fuel. The flowing mixture of fuel and air burns incompletely and the exhaust gases are then changed to unburnt hydrocarbons.
The method according to the invention reducing the emission of pollutants by external carburetion engines during deceleration periods can be used in engines comprising carburizing means supplied with air and fuel and connected to at least one cylinder by an orifice. intake fitted with an intermittent shut-off member and comprising an idle circuit for the fuel. It is characterized in that, during a deceleration period, the flow of fuel mixture supplying the cylinder is completely eliminated and, simultaneously,
non-carburized air is admitted into the cylinder at a point such that the volume of the portion of the supply pipe located between this point and the intermittent closure member is at most equal to half the volume of the pipe feed located between the carburizing means and the intermittent closure member.
The device for implementing the method according to the invention reducing the emission of pollutants by external carburetion engines during deceleration periods is adaptable to engines comprising carburizing means supplied with air and fuel, these means of carburation being connected to at least one supply pipe opening into at least one cylinder via an orifice provided with an intermittent closure member and comprising a fuel supply idling circuit. It is characterized in that it comprises means for total elimination, in a period of deceleration, of the flow of fuel mixture supplying the cylinder, and means for admitting non-fueled air into the cylinder, in a period of deceleration,
by a conduit opening into the supply pipe at a point such that the volume of the portion of the supply pipe located between this point and the intermittent closure member is at most equal to half the volume of the pipe d 'supply located between the carburizing means and the intermittent closure member.
Experience has shown that it is possible under these conditions to almost completely eliminate the emission of unburnt hydrocarbons during decelerations without any jerk in the operation of the engine.
In general, the greatest decrease in the rate of hydrocarbons in the gases is obtained when the air intake duct opens into the cylinder supply pipe at a point such that the volume of the portion of this pipe located between this point and the intermittent closure member is at most equal to one third (1/3) of the volume of the cylinder supply pipe located between the carburizing means and the intermittent closure member.
It should be noted that we give a fairly broad meaning here to the term deceleration, by defining the deceleration periods as being all those during which the engine provides no power and is driven by the kinetic energy of the vehicle, or by its own inertia, at a speed of rotation (or speed) greater than the normal idling speed without load.
Practically these periods of deceleration are carried out each time the vehicle drives the engine, the power of which is set to its minimum value, at a speed greater than that which this engine would have for the same power setting, if it were disengaged from the engine. drive by the vehicle.
These conditions are constantly met during descent and during slowing down.
The present device will be used in association with any suitable means for detecting these periods of engine deceleration.
These means will comprise, for example, devices for detecting at least two parameters, one of which will be linked to the position of the member regulating the power (throttle control or the throttle valve of the carburetor) and the other linked to another characteristic of engine operation, such as speed, engine-to-wheel transmission conditions (clutch, gearbox), etc.
Several embodiments of the device for implementing the method according to the invention will be described, by way of example, with reference to the appended drawing where:
Fig. 1 is a schematic view of the device in which the fuel intake and the air intake corresponding to idle idle operation are both performed by means distinct from those corresponding to load operation.
Fig. 1A shows the location chosen for the orifice of the non-carburized air intake duct in the vicinity of the intake valve of a cylinder.
Figs. 1B and 1C represent two other possible locations of this orifice.
Fig. 2 is a schematic view of the control of the means for simultaneously cutting off the fuel supply and the flow of air passing through the nozzle.
Figs. 3A and 3B are schematic views illustrating the operation of the device restoring the fuel and air supply on acceleration.
Fig. 4 is a sectional view of the second device.
Fig. 5 is a schematic view of a variant of the control of FIG. 2, in which further switching off the ignition during a deceleration period.
In the first embodiment illustrated by FIGS. 1 and 1A to 1C, a pipe 1 for supplying air to the engine opens into a nozzle 2 in the neck of which the fuel is admitted by a pipe 3 supplied by the tank (not shown) of the carburetor through a main nozzle 4 A throttle valve 5 is mounted on an axis of rotation 6 of this throttle.
The carburetor shown comprises a second fuel inlet pipe 7, also connected to the tank of the carburetor and comprising a nozzle 8 and an air intake 9.
This pipe 7 supplies the progression pipes 10 and 11 opening into the pipe 1 a little upstream of the butterfly valve 5 with respect to the direction of gas flow (indicated by the arrow in dashed lines), these progress pipes having an indicated role upper
Line 7 also supplies idle line 12 which opens downstream of throttle 5.
The fuel flow at idle is adjusted by means of the needle screw 13.
The air supply at idle speed is effected by means of a pipe 14 separate from the pipe 1 and connected to the latter upstream of the butterfly 5. The latter is adapted to close the pipe 1 as completely as possible when the accelerator pedal is raised, while in a conventional carburetor a stop limits the closing of this throttle valve, precisely in order to leave an air intake necessary for idling when empty.
The air flow at idle speed through the pipe 14 is regulated by the needle screw 15.
The pipes 7a and 14 are interconnected and connected to the idling pipe 12 through an orifice 16 which can be closed off by a valve 17 normally held in the open position by a return spring 18.
At each deceleration, the complete closing of the throttle valve which occurs when the accelerator pedal is raised is accompanied by the command to close the valve 17, which cuts off the fuel supply and the fuel flow simultaneously. air through the nozzle 2. The closing of the valve 17 is obtained by supplying electric current to a coil 19.
The simultaneous shutdown, by the throttle valve and by the valve 17 respectively, of the air flow through the nozzle 2 and of the fuel supply is accompanied by a non-carburised air intake branched upstream of the nozzle 2 in the cylinder by a pipe 20, separate from the pipe 1 and opening into the intake manifold 21 of this cylinder, which extends the pipe 1, through an orifice 22 located near the head of the intake valve 23 (fig. 1A).
The position of the orifice 22 is such that the volume V of the portion of the intake manifold 21 situated between this orifice and the seat of the intake valve 23 is at most equal to half the volume Vo of the supply line of the cylinder in question located between the carburetor C and the seat of the intake valve.
The valve 17 placed on the idling circuit controls the air flow in the pipe 20 exclusively in its closed position of the orifice 16.
This introduction of non-carburized air will make it possible to avoid too great a depression in the intake manifold in the fully closed position of the throttle and, thanks to the position of the orifice 22 chosen near the head of the valve 23, will make it possible to limit the suction into the cylinder, during periods of deceleration, of gasoline which may have been deposited in the liquid state on all or part of the wall of the pipe 21 located upstream of the orifice 22, as well as the sweeping of this essence by the air flow.
Figs. 1B and 1C show two other possible locations of the orifice 22 near the valve head.
In fig. 2 illustrating an embodiment of the means for detecting periods of deceleration of the motor and for controlling the valve 17, an electrical circuit for exciting the electrical coil 19, supplied by a battery 24, comprises two switches in series R and i. The control of switch i is coupled with that of the throttle valve (fig. 3A and fig. 3B).
This comprises a control member 25, integral with the axis 6 of the shutter, and to which is connected a spring 26 for returning the butterfly to the closed position of the pipe 1.
The control rod 27 of the accelerator, one end of which is fixed to the return spring 28 of the accelerator in the high position (position shown in FIG. 3A), is connected to a cam 29 mounted loose on the axis. 6 of the butterfly and comprising a buttonhole 30 in which is engaged a lug 31 integral with the member 25 of the butterfly control.
The cam 29 has a profile adapted to cooperate with a control member of the switch i by causing the closing of the latter (FIG. 3A) for the position of the cam 29 corresponding to the return of the accelerator to the high position and opening this switch (fig. 3B) by simply pressing the accelerator.
Switch R, normally kept open by a return spring r, is suitable for being closed by a relay 32 (fig. 2) as soon as the engine speed (speed of rotation) appreciably exceeds the value corresponding to operation at idle at empty of this engine, for example when the speed exceeds 800 rpm. The relay 32 is energized, which causes the closing of the contacts of R, when the electric voltage at the terminals of the dynamo D exceeds a certain threshold, this voltage being linked to the speed of the engine. In the variant illustrated by FIG. 5, the relay 32 is controlled by means of a tachometer unit T connected to the switch A of the ignition circuit.
When, with switch R closed, the accelerator pedal P is raised, which corresponds to the deceleration conditions, switch i in turn closes (fig. 3A), which causes the winding to be powered. which controls the closing of the valve 17. This closing causes the supply to the idling duct 12 to be cut off, both in air, by means of the ducts 14 and 14a, and in fuel by means of the pipes 7 and 7a, since by elsewhere, as has already been pointed out, the throttle 5 is adapted to shut off as completely as possible the pipe 1 in its closed position, thus allowing only a zero or very low air flow to pass through, insufficient for initiate the priming of the progression pipes 10 and 11.
A simple pressure on the accelerator pedal P, causing the opening of the switch i (fig. 3B) by the cam 29 in the manner previously indicated, removes the supply of the winding 19.
The valve 17 then opens, restoring the supply of the fuel mixture to the engine, through the idling line 12, before the opening of the throttle 5. This is achieved by maintaining a certain interval between the opening command of the valve. switch i and the opening of the throttle 5, this interval corresponding to the stroke interval of the accelerator pedal during which the power is provided via the idle line 12.
This interval, which can be fixed at the time of construction and possibly adjusted by adjustment, is determined by adjusting the angular travel between the edge 30a of the buttonhole 30 in the high position of the accelerator pedal P and the lug 31 in throttle closed position.
In the second embodiment of FIG. 4, the needle screw 15 is removed and the valve 17 serves both to cut off the supply to the idle circuit during deceleration and to adjust the flow of fuel air during idling.
Means are provided for interrupting the ignition circuit of the cylinders of the engine during periods of deceleration, in combination with cutting off the fuel supply to these cylinders.
This makes it possible to avoid that, in a period of deceleration, jerks in the operation of the engine cannot be felt (in particular at the start of deceleration), originating from the ignition of the mixture which is then introduced into the cylinders (the very low residual fuel content of this mixture comes from the fuel which may have settled on the walls of the intake manifold and, in particular, on the portion of this manifold lying between the orifice 22 and the valve seat, this portion being however of as short a length as possible).
Such an embodiment is schematically illustrated in FIG. 5. A coil 33 of the ignition circuit of the engine comprises a primary winding 34 which is normally connected, on the one hand, to the breaker A of the ignition circuit by the conductor 35. , on the other hand, to the positive terminal of the battery by the conductor 36 through the movable conductor 37 of a second relay R 'whose coil 38 is connected in series with the switch i and the relay R and is therefore energized during periods of engine deceleration. The return spring r 'maintains the contactor 37 in the position shown in solid lines in FIG. 5, in the absence of an electrical excitation of the winding 38.
Reference 39 designates the secondary winding of the ignition coil of the engine.
The relay R is not energized by the dynamo, but by a tachometric device T, supplied by the battery, which comprises an input terminal 41 connected to the breaker by the conductor 42 and an output terminal 43 connected to the winding 32 of the relay R.
The output voltage of T increases with the cutoff frequency of breaker A, therefore with the engine speed, which makes it possible to close the relay switch
R for a determined value of the speed of rotation of the motor, this value being able to be modified by means of a potentiometer, not shown, incorporated in the tachometric device T.
During a period of deceleration, the energization of the winding 38 causes the contactor 37 to switch to the position indicated in dashes in FIG. 5, which makes it possible to suppress the electric current in the primary winding 34 of the coil 33 and, consequently, to interrupt the ignition in the various cylinders.
The electric current of the primary circuit is then closed on a resistor 40 of a value chosen so that this resistor is crossed by a current intensity substantially equal to that of the coil 34 and connected in parallel thereon.
This arrangement allows, in an embodiment such as that of FIG. 5, where the engine rotational speed is detected in the primary winding of the ignition circuit, to maintain substantially the same electric current in this primary circuit despite the suppression of the ignition and, therefore, not to disturb the operation of the tachometric device T.
The remarkable results obtained by the device described in the fight against atmospheric pollution have been demonstrated by tests carried out on the same vehicle supplied with commercial premium fuel and in which the emission of polluting products was already reduced by an optimum setting. of the carburetion, by a particular design of the intake manifold and by the adjustment of the ignition advance.
during a first series of tests, the engine was not fitted with a device for reducing the emission of pollutants during deceleration and the average content of unburned hydrocarbons in the exhaust gases during deceleration, during various tests, was 260 ppm.
- A new series of tests was carried out by adapting to the same engine a device of known type, mentioned in the introduction to this description, reducing the emission of pollutants during deceleration by opening the throttle valve greater than opening of this throttle during idling, so as to reduce the vacuum in the engine intake manifold during decelerations.
The average content of unburnt hydrocarbons in the exhaust gases during this new series of tests was 125 ppm.
- A final series of tests was carried out by replacing the known device with the device described.
The average content of unburnt hydrocarbons in the exhaust gases was only 19 ppm in a first group of tests where the ignition was not switched off during periods of deceleration and this content only increased 24 ppm during tests carried out with ignition cut off during deceleration.
It therefore appears that the use of the device described has enabled, compared to the use of the known device, a reduction of more than 100 ppm in the content of unburnt hydrocarbons in the exhaust gases during deceleration tests carried out in the same conditions, while also eliminating the drawbacks already mentioned of this prior device.
In addition, the use of the device described has made it possible to obtain in deceleration a practically zero content of carbon monoxide in the exhaust gases, whereas this content is approximately 0.30% (by volume) when using the previous device, under the same test conditions.
CLAIM I
Process reducing the emission of polluting products by external carburetion engines during periods of deceleration, usable in engines comprising carbMraotton means supplied with air and fuel and connected to at least one fuel mixture supply pipe opening into at least one cylinder via an intake port provided with an intermittent closure member and comprising an idling circuit for the fuel, characterized in that, during a period of deceleration, the flow of fuel mixture supplying the cylinder is completely suppressed and, simultaneously,
non-carburized air is admitted into the cylinder at a point such that the volume of the portion of the supply pipe located between this point and the intermittent closure member is at most equal to half the volume of the pipe feed located between the carburizing means and the intermittent closure member.
SUB-CLAIMS
1. Method according to claim I, characterized in that one carries out the admission of non-carburized air at a point such that the volume of the supply pipe portion located between this point and the closure member intermittent is less than a third of the volume of
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