Thèmes:
- Introduction
- Différents types de carburateurs
- Corps principal
- Démarrage à froid
- Zone stationnaire et de reprise
- Accélération
- Pleine charge
Introduction:
Jusqu'au début des années 90, les constructeurs automobiles produisaient de nouveaux moteurs à essence dans lesquels l'alimentation en carburant était contrôlée par un carburateur venturi. Le carburateur est situé sur le collecteur d'admission du moteur. L'alimentation et le mélange de l'essence et de l'air s'effectuent dans le carburateur.
L'image montre un carburateur de la marque Solex qui était utilisé, entre autres, sur la VW Beetle. D'autres marques de carburateurs bien connues sont : Zenith, Stromberg, Weber, Rochester, Holley, Binks, Carter et SU.
Les moteurs équipés d'un carburateur ne pouvaient plus répondre aux exigences des dernières normes d'émission (Euro 1). Le carburateur a depuis été remplacé par celui-ci système de gestion de moteur commandé par ordinateur, qui est encore en développement à ce jour.
Comme les nouvelles voitures n'ont pas été équipées de carburateur depuis près de trois décennies, ce sujet n'est souvent plus inclus dans le matériel pédagogique des cours actuels de technologie automobile.
Le carburateur est positionné entre le collecteur d'admission et le filtre à air. L'image ci-dessous montre la position du carburateur sur le moteur.
Différents types de carburateurs :
La façon dont le carburateur est fixé au moteur affecte le sens du flux. L'image ci-dessous montre le carburateur à flux descendant (à gauche), à flux ascendant (au milieu) et à flux plat (à droite).
- Downdraft : l’air entre par le haut et s’écoule vers le bas. Le carburant s'écoule dans le sens de l'air et à l'aide de la gravité vers les cylindres. Ce type est le plus couramment utilisé.
- Courant ascendant : le flux d’air est dirigé vers le haut. Le poids du carburant assure un écoulement moins facile qu'avec le carburateur à aspiration descendante. Ce type n'a pas été utilisé ces dernières années à l'ère des carburateurs.
- Flux plan : se déroule dans une direction horizontale.
Corps principal:
Un système pompe à essence mécanique alimente la chambre à flotteur du carburateur en essence. En raison de l'augmentation du niveau de carburant et de l'élément flotteur flottant, la conduite d'alimentation avec l'aiguille est fermée. L'aiguille ouvre l'alimentation dès que le niveau de carburant baisse. Depuis la chambre à flotteur, l'essence arrive dans le gicleur principal via le doseur principal. Le niveau d'essence dans le gicleur principal est maintenu en dessous de l'ouverture du gicleur grâce au niveau dans la chambre à flotteur. Dans le cas où le pointeau ne se ferme pas correctement (en raison d'un défaut ou d'une contamination), le niveau de carburant dans la chambre à flotteur devient trop élevé et trop de carburant s'écoule à travers le gicleur principal vers le moteur.
Le papillon des gaz / papillon des gaz est relié à la pédale d'accélérateur. L'angle d'ouverture du papillon des gaz influence la dépression et la vitesse de l'air dans le venturi. (rétrécissement dans le tuyau d'aspiration). DLa quantité d’essence aspirée du gicleur principal dépend de cette pression négative. BÀ mesure que la vitesse de l’air augmente, un vide plus élevé est créé, ce qui entraîne l’ajout de plus d’essence à l’air. Le rapport carburant/air optimal dépend de la taille du doseur principal par rapport au diamètre du venturi. La taille du doseur principal est adaptée à une plage de vitesse très limitée. La quantité de mélange détermine le couple moteur.
La relation entre l'augmentation de la vitesse de l'air et la dépression associée et la sortie d'essence peuvent entraîner un enrichissement du mélange qui se produit et continue d'augmenter. La buse avec contrôle de l'air de freinage compense cela. Mécaniquement, le système de freinage pneumatique tente de maintenir le rapport air-carburant stœchiométrique. Les trous dans le(s) tube(s) d'air de frein doivent empêcher l'enrichissement et maintenir le mélange stoechiométrique. Les trous d'air de frein ont des diamètres différents.
- Faible vitesse : la dépression est relativement faible, l'essence s'écoule du doseur principal hors du corps principal.
- Vitesse plus élevée : la dépression augmente, plus d'essence est aspirée que ce que le doseur principal peut fournir et limite donc le débit d'essence. Le niveau dans le(s) tube(s) mélangeur(s) baisse, ce qui rend disponibles les premiers trous d'air dans le tube mélangeur. L'air du doseur d'air est mélangé à l'essence.
L'air fourni réduit la pression négative et ralentit le débit d'essence. Plus la vitesse est élevée, plus il y a de bulles d'air libérées et plus l'air des freins se mélange à l'essence. À des vitesses très élevées, il peut arriver que le tube soit complètement vide et que de l'air soit aspiré depuis la partie fixe.
Démarrage à froid :
Pour obtenir un mélange suffisamment riche lors du démarrage, on voit deux versions :
Version avec starter :
L'explication fait référence aux deux images ci-dessous. Le starter est situé en haut du carburateur. Il y a un trou dans la soupape d'étranglement qui est fermé par une soupape à ressort lorsqu'elle est au repos. Lors du démarrage d'un moteur (froid), vous pouvez fermer manuellement le starter. La pression négative « aspire » la vanne ouverte, de sorte que l'air puisse être aspiré. La petite ouverture d'air crée un grand vide sur le corps principal lors du démarrage, de sorte que l'essence soit également aspirée. Cependant, le papillon des gaz doit être partiellement ouvert, sinon il n'y aura pas de vide au niveau du gicleur principal. Une liaison entre les deux soupapes permet aux deux soupapes d'être actionnées simultanément, sans avoir à actionner la pédale d'accélérateur. Une fois le moteur démarré, le starter peut être rouvert. Lorsque la température extérieure est chaude, cela peut être fait plus tôt que lorsque les températures approchent le point de congélation.
Version avec carburateur démarreur :
Le carburateur de démarrage n'utilise pas de starter mais possède une section d'alimentation en carburant séparée. L'image ci-dessous montre un carburateur de ce type.
Lors d'un démarrage à froid, le papillon des gaz doit être fermé. Lorsque le conducteur actionne le bouton de starter, un curseur dans le carburateur tourne et des ouvertures établissent une connexion avec la partie de démarrage du carburateur. L'essence est aspirée depuis le doseur de démarrage et se mélange à l'air entrant dans le doseur d'air. La dépression sous le papillon des gaz aspire le mélange air/carburant. Dans cette situation, le papillon des gaz est toujours fermé. Après le démarrage du moteur, le vide plus élevé vide le tube de carburant du doseur de démarrage. L'air d'émulsion fournit de l'air supplémentaire pour éviter un mélange trop riche.
Le tiroir de commande peut être équipé de deux ouvertures de débit de diamètres différents. Le conducteur peut alors choisir entre un démarrage très froid, un démarrage à froid doux et laisser le moteur chauffer.
Zone stationnaire et de reprise :
Au ralenti, le papillon des gaz est fermé et il y a un vide poussé sous ce papillon des gaz. En raison du faible débit d'air, il n'y a pas assez de vide dans le venturi pour aspirer l'essence de la buse. Il y a une pression négative élevée sous le papillon des gaz. Dans cette situation, un canal de carburant supplémentaire sous le papillon des gaz alimente le moteur avec la quantité d'essence correcte. L'image est celle d'un carburateur Solex.
La vis de réglage pour ajuster la quantité de mélange affecte la valeur du CO. Le régime de ralenti doit être réglé avec la vis de réglage sur le papillon des gaz.
L'image ci-dessous montre le ralenti (à gauche) et la section principale (à droite) d'un carburateur Zenith. Le Zenith présente de nombreuses similitudes avec le carburateur Solex décrit précédemment.
L'ouverture de ralenti est située sous le papillon des gaz et l'ouverture de prise de contrôle est juste au-dessus du papillon des gaz. Dès que le conducteur commence à accélérer, la partie de prise en charge fournit du carburant supplémentaire. Ensuite, le corps principal prend le relais. La section principale assure également l'alimentation en carburant au ralenti. Le carburant passe par le doseur fixe et la vis de mélange réglable. Une deuxième unité de dosage fixe est montée à proximité du papillon des gaz. La vitesse doit être réglée avec la vis de réglage de l'accélérateur. L'unité de dosage principale et l'unité de dosage de compensation sont toutes deux montées au fond de la chambre à flotteur et forment le corps principal. Le bus de grande capacité sert de débarras et est rempli de carburant.
Accélération:
Un carburateur Solex est équipé d'une pompe accélératrice à commande mécanique ou pneumatique. En appuyant rapidement sur la pédale d'accélérateur, un mélange plus riche est nécessaire pour un bon rapport de mélange et plus de puissance. Le ressort est tendu et déplace la membrane de la pompe vers la gauche. L'essence est injectée dans le venturi via le diaphragme et l'accéléromètre et le tube d'injection.
Les vannes à bille assurent l'aspiration et l'évacuation de l'essence et dépendent de la force du ressort. La tension peut être ajustée manuellement.
L'image suivante montre la section d'accélération à commande mécanique d'un carburateur Zenith. Le piston intérieur est enfoncé lorsque la pédale d'accélérateur est enfoncée. L'injection d'essence s'effectue via le jet d'accélération. Le ressort du piston extérieur est tendu, de sorte que la durée d'injection dépend de la tension du ressort – qui se relâche progressivement. Ce n'est pas la position du levier, mais la tension du ressort qui détermine le temps d'injection. Deux clapets à bille assurent - tout comme pour le carburateur Solex - l'aspiration et la pression de l'essence.
Pleine charge:
Le mélange doit également être enrichi à pleine charge et à des vitesses plus élevées. Le carburateur peut être équipé d'une section d'enrichissement séparée qui fait partie de la section principale. En charge partielle, seule la section principale fournit du carburant. Une charge plus élevée et des vitesses plus élevées provoquent davantage de dépression dans le venturi. En raison de cette dépression, du carburant supplémentaire est aspiré via le doseur d'enrichissement (voir image).
