Un sujet dont j'avais envie de parler depuis longtemps
Je sais que certains savent déjà tout ce qui suit .. mais songeons aux plus jeunes qui tomberont un jour dans leur parcour de passionné sur cet objet bizare .. le carburateur .
PRINCIPE ET FONCTIONNEMENT DU CARBURATEUR
Tout le but , dans le fonctionnement du carburateur , c’est d’arriver à fournir un mélange fin , homogène et intime d’air et d’essence passée à l’état gazeux , en garder une proportion parfaite dans le mélange , soit 15 g d’air pour 1 g d’essence quel que soit le régime moteur et ses variations .
Cette proportion sera en pratique le plus proche possible du mélange parfait 15/1 , avec des variations inévitables . En moyenne sur une période donnée et à régime constant , la proportion doit revenir dans une fourchette assez serrée surtout coté mélange pauvre , disons 14 à 17 , ce qui est observé par les sondes lambda à écran équipant les moteurs de courses .
Dans le carburateur , c’est l’effet « seringue » des pistons du moteur qui crée l’aspiration , et aspire le mélange à travers les gicleurs et autres orifices calibrés . Effet d’aspiration plus ou moins limité par l’ouverture du papillon principal commandé directement par la pédale d’accélérateur .
Pour comprendre l’ajout des dispositifs ayant tous pour but d’obtenir le mélange le plus adéquat possible en fonction du moment , voici une petite histoire du carburateur le plus simple ( et le plus ancien .. ) au plus complexe ( plus moderne .. )
LE CARBURATEUR ELEMENTAIRE
Tout simple , c’est en fait un Gicleur G donnant dans un Venturi D relié à une cuve ou le niveau est maintenu constant , à une hauteur de quelques millimètres au dessous du gicleur G , par un flotteur qui monte et descend librement dans l’essence .
Si le niveau d’essence baisse , le flotteur descend et libère l’entrée d’une valve à pointeau , de l’essence rentre donc dans la cuve jusqu ‘à ce que le flotteur remonte poussé par le niveau d’essence remontant et ferme la valve pointeau .
Pour ceux qui veulent voir mais qui ont peur de démonter un carburateur ou qui n’en on plus, démonter donc votre chasse d’eau , c’est le même genre de mécanisme … 
ol :
Une entrée d’air A met le dispositif à l’air et évite que ne se créent des pressions ou dépressions dans la cuve .
Mais comme on s’ en doute , le carburateur élémentaire sera vite limité dans sa faculté de maintenir une proportion idéale 15/1
Principal inconvénient : comme l’effet d’aspiration d’essence augmente avec le régime de manière non linéaire par rapport au débit , le mélange sera toujours plus riche à haut régime ou trop pauvre à bas régime … mais inadéquat de toute façon sur une bonne partie de la plage d’utilisation . Le moteur devait être très peu exigeants en matière de mélange , donc lourd avec une bonne inertie .
Impossibilité de fermer trop le papillon , sinon l’effet d’aspiration décroît et le moteur s’éteint . Donc pas de vrai ralenti , le papillon devant rester au minimum entre-ouvert .
Pas d’enrichissement prévu au démarrage , ce qui pourtant facilite beaucoup à froid … on chauffait dés lors le moteur avant le démarrage ( d’où le terme chauffeur resté dans le langage courant
Pas d ‘enrichissement prévu à la reprise ou accélération , d’où des reprises très progressive , lentes en fait .
Le carburateur va donc évoluer petit à petit , et se munir de toute une série de dispositifs palliant à ces défauts du carburateur élémentaire .
POINTEAU A BILLE
En fait , pour que le niveau de cuve reste constant , c'est donc un flotteur qui , montant et descendant , ferme l'arrivée de l'essence par un orifice généralement au sommet de la cuve .
Afin de régulariser cette fermeture , et de limiter les effets des vibrations de tout poil dues au moteur lui même ou aux mouvements du véhicule , le pointeau est , sur les carburateurs modernes , muni d'un ressort agissant sur une bille .
le mouvement de fermeture du pointeau est donc ammorti , plus progressif .
Qulques exemples de pointeaux à billes , et en C un pointeau traditionnel tout en laiton .
LE VENTURI , EGALEMENT APELLE DIFFUSEUR :
Il s’agit d’un anneau de forme bi convexe circulaire intérieure , la convexité intérieure étant décalée vers le coté entrée d’air . De cette manière , l’essence arrivant au milieu de cet anneau , sous l’effet de flux entraîné par le débit d’air , va s’expanser un maximum , les molécules se disperser , et l’essence de ce fait passer à l’état gazeux .
Une application du théorème de Bernoulli en fait .
différents exemples de Venturi :
LE CENTREUR
Il s'agit d'un dispositif dont le but est d'accroître l'efficacité du diffuseur , en centrant le jet provenant du gicleur principal bien au centre du cône Venturi .
Cet anneau recevant et guidant le flux de mélange est donc placé en amont du diffuseur .
LE FREIN D’AIR ET TUBE A EMULSION
Premier défaut du carburateur élémentaire à corriger : le mélange trop riche à haut régime .
Après quelques essais de corrections par des dispositifs mobiles en fonction du régime , Weber introduit dans les années 30 le système utilisé jusqu’aux derniers carburateurs : le frein d’air automatique ( c’est à dire sans dispositif mobile ) , également appelé ajustage automatique .
Le principe de correction est simple , on introduit sur le circuit d’essence entre la cuve et le gicleur diffuseur S une entrée d’air Gf communiquant avec le circuit d’essence par des trous pratiqués tout le long d’un tube à émulsion T .
De cette manière , quand la dépression augmente , le moteur aspire plus d’essence , mais aussi plus d’air , passant par le trou calibré Gf .
Et, autre avantage , ce qui sort du gicleur diffuseur S n’est plus de l’essence pure comme sur les carburateurs élémentaires , mais déjà un mélange d’air et d’essence , rendu plus ou moins constant par ce dispositif .
Quelques exemple de tubes à émulsions :
A noter que , dans cette forme de circuit qui équipe la totalité des carburateurs modernes , le gicleur principal d'essence se retrouve impérativement en amont du tube à émulsion , disposé soit à la sortie de la cuve , comme en A ou B sur la figure 34 , avec ou sans porte gicleur . Ou bien monté emboité directement dans l'extrémité "essence" du tube à émulsion , comme en C , solution fréquement utilisée dans les carburateurs à vocation sportive . Ici un DCOE .
LE GICLEUR DE RALENTI
Pour palier à l’inconvénient de ne pas pouvoir « fermer » le papillon , on introduit dans le système un court circuit au papillon : par un circuit parallèle provenant du gicleur d’essence ralenti Gm et de son frein d’air privé Gam , on introduit du mélange dans le collecteur d’admission au delà du papillon tout simplement .
Afin de pouvoir régler la quantité de mélange , cette introduction court circuit se fait par une vis pointeau 3
Ce dispositif permet d’obtenir un régime très bas quand le moteur n’est pas en charge , le ralenti .
Le papillon n’est en fait jamais complètement fermé « hermétique » , mais se trouve , au ralenti quasi complètement fermé , laissant passer juste un peu d’air pour permettre au moteur de continuer à aspirer un minimum , donc de tourner .
La vis 3 délivrant un mélange plus riche que 15/1 devient donc une vis de réglage de richesse du régime de ralenti , puisque l’air aspiré par le trou Gam s’ajoute au peu d’air passant encore par le papillon . Si on ferme la vis la vis 3 on appauvri car l’air sans essence passant par le papillon domine . Si on ouvre la vis 3 , c’est l’inverse ..
LA PROGRESSION
En fait , avec ce circuit de ralenti , on permet au moteur de tourner papillon quasi fermé .
Mais dans la pratique , un carburateur qui serait muni uniquement de ce circuit de ralenti , produirait un arrêt moteur lors du début d’ouverture papillon , car la dépression se fait forte bien avant que le gicleur diffuseur principal puisse agir , donc appauvrissement considérable du mélange .
D’où la nécessité d’employer un ou plusieurs trous dits de progression .
Ces trous sont pratiqués entre l’arrivée de mélange de circuit de ralenti et la lumière du carburateur , de manière à ce qu’au moins le ou les premiers soient face du papillon en position de repos , pour ne pas débiter au ralenti strict .
Mais dés que le papillon s’ouvre un peu , le mélange peut ainsi commencer à suinter par ce trou de progression , ou par le premier puis un deuxième , troisième …
POMPE DE REPRISE
A piston
A membrane
En pratique , le carburateur , muni de tous ces dispositifs va déjà donner une régularité de fonctionnement dans bien des cas lors de l’augmentation du régime , à l’accélération .
Néanmoins , il est encore possible de perfectionner cette montée en régime – ouverture de papillon par une brusque et brève injection d’essence pure sous pression
C’est ce que fait la (les) pompe(s) de reprise .
Comme on le voit sur les 2 vues ci dessus , la pompe de reprise est commandée directement , mécaniquement, par le mouvement de la tringlerie d'accélérateur .
Pour réguler cette injection d'essence pure , il est recouru , tant dans le mécanisme à membrane qu'à piston , à un circuit muni :
- d'une source de pression : le piston , ( une sorte de seringue en fait , mais avec des bord en fonte d'alu ou laiton et un piston en laiton ) ou la membrane ( qui augmente la pression dans une chambre ) . Tant la membrane que le piston sont muni d'un ressort de rappel qui les raméne à leur position innitiale dés que le levier relié au mécanisme d'accélerateur n'agit plus .
- d'une valve Vm antiretour : cette valve empéche l'essence qui stagne par capillarité dans le conduit de gicleur de pompe de reprise proprement dit Gp , de redescendre vers la cuve . Ainsi , lors de la reprise suivante , la valve s'ouvre et la colonne d'essence avance , de l'esence étant immédiatement expulsée puisque encore dans le conduit de gicleur Gp. En pratique ces valve antiretour sont souvent de petit pointeau en laiton coulissant dans une cheminée verticale , et agissant en fermeture sous la simple gravité ( leur poids ) et en ouverture sous l'effet de la pression provoquée par la membrane ou le piston .
- d'une décharge de pompe de reprise Gsc , qui rejette simplement l'essence en excés dans la cuve . Comme en pratique cette décharge a un diamétre un peu plus grand que celui du gicleur de pompe de reprise , lors des fortes pression dans le circuit ( un enfoncement brusque de la pédale d'accélerateur ) , l'essence va sortir "fort" par les 2 orifices , décharge et gicleur de pompe de reprise . En revanche , lors d'une reprise plus douce , l'orifice de décharge Gsc étant plus grand , il a le "temps" d'évacuer plus d'essence vers la cuve , le jet du gicleur de pompe est donc moins intense .
Cette décharge peut être un orifice simple comme dans les figure 12A et 12B ci dessus , où , sur les carburateurs plus évolués , une valve à bille antiretour comme décrite sur la vue 42 A ( ou en place sur la vue 42 B ) , évitant à l'essence de rentrer de la cuve vers le circuit de pompe de reprise sous l'effet de l'aspiration .
LE STARTER
Malgré l'adjonction de tous les dispositifs précités , il reste un problème à résoudre : le démarage .
Car avec le carburateur élémentaire , le moteur doit être chauffé préalablement à toute tentative de démarage .
Sinon : aspiration quasi nulle sous le papillon liée à un régime de rotation peu élevé ( quelques dizaine de tours/min) , combiné à un mélange froid et peu homogéne , ayant tendance à se coller sous forme liquide par condensation sur les parois froides du collecteur d'admission .... et trés peu de chance d'obtenir une mise en route .
Afin de palier à tous ces inconvénients , plusieurs solutions on été adoptées , avec des buts identique , mais des procédés inverses : Dans les 2 cas on confine l'aspiration à la zone sous papillon principal , mais dans un cas on ajoute du mélange riche , et dans l'autre on enléve de l'air .
1/Le starter à circuit auxiliaire
Apport de mélange riche .
Il s'agit d'un circuit paralléle au carburateur principal , qui améne du mélange sous le papillon , en permettant l'aspiration de ce mélange par un circuit indépendant .
L'essence est aspirée directement depuis la cuve , par un gicleur de starter Gs muni de son mini tube à émulsion ( sous la fléche dans la figure 13 ) , apportant le mélange par l'orifice 1 .
Un apport d'air supplémentaire est possible par l'aération 2 .
C'est la soupape pointeau à ressort 3 qui ouvre ( pour le démarage ) ou ferme ( une fois le moteur chaud ) ce circuit .
Cette soupape 3 peut être commandée manuelement , ou éventuelement par un ressort bi métal ou une capsule thermo sensible .
2/Le starter à volet
Restriction d'air
Pour augmenter l'aspiration par les pistons , on crée un espace confiné en utilisant un volet basculant .
Ce volet est bien sûr utile uniquement lors du démarage , une fois le moteur démaré , il doit bien entendu retourner quelque part le long de la paroi par exemple , en tout cas en dehors de l'entrée d'air du carburateur .
Différent dispositif sont utilisé plus ou moins automatisés afin d'obtenir ce basculement du volet lors du démarage et retrait une fois le moteur tournant .
A noter également que , comme dans ce dispositif , aucun gicleur propre de starter n'est prévu , l'entiéreté du mélange lors du démarage passe par le papillon principal . Il est donc necessaire d'ouvrir celui ci légérement lors de la phase de démarage proprement dit et lors de la phase de chauffe du moteur .
D'où l'adjonction systématique d'une came ou levier , qui lorsque le starter est en action , provoque aussi une ouverture du papillon principal en position "ralenti accéléré" .
MECANISME SIMPLE A COMMANDE MANUELLE
On voit bien que la dépression produite par les cylindre s'étand donc à toute la zone sous le volet , y compris le gicleur S et son diffuseur D .
On voit aussi le papillon F principal en position légérement ouverte dite de "ralenti accéléré "
Le volet est relié à son axe par un ressort en spirale M , qui permet au volet de s'ouvrir quelque peu , lorsque la dépression augmente dans le corps du carburateur , c'est à dire lorsque le moteur tourne de lui même . Cette ouverture du clapet contre resistance du ressort M évite au moteur de caler par défaut d'entrée d'air , l'ouverture se faisant automatiquement , évitant au chauffeur de tirer / pousser la tirette de starter de maniére quasi convulsive en fonction des toussotements plus ou moins efficaces du moteur 
.
STARTER AUTOMATIQUE A DEGORGEMENT PNEUMATIQUE
L'automatisme de la fermeture /ouverture du volet Fs est obtenue par le mecanisme siuvant :
Moteur à l'arrét , le volet Fs se place naturellement en position de fermeture . Il permet donc le démarage .
Dés que le moteur tourne , un conduit partant de sous le papillon principal F produit une forte aspiration dans la capsule , sur la membrane 4 , qui tire sur le volet jusqu'à l'ouvrir complétement .
la vis 3 permet de régler la position initilale du volet .
STARTER AUTOMATIQUE A SOUPAPE
Dans le modéle dit à soupape , c'est une soupape 1 intégrée au volet libre Fs qui officie :
A froid son ressort reste détendu , et un petit passage d'air est donc possible , suffisant pour alimenter en air le moteur lors du démarage .
Dés que le moteur tourne , l'aspiration augmente fortement , le volet Fs s'ouvre sous l'effet de l'aspiration , d'abord un peu car la soupape laisse encore un trou dans ce volet , puis complétement car la soupape s'est fermée sous l'effet du ressort tendu par la chaleur et donc le volet se met complétement en "drapeau" dans le flux d'air , c'est à dire bien ouvert , verticalement .
STARTER AUTOMATIQUE A RESSORT BI-LAME ( OU BIMETAL)
Ici , c'est un ressort en spirale composé de deux lames superposée en deux métaux à coéficient de dialtation différent qui va produire le mouvement necessaire à l'ouverture ou fermeture du volet Fs , et pré-ouverture de ralenti accéléré du papillon F
LES DIFFERENTS TYPE DE CARBURATEURS
Vertical
Historiquement , les premiers carburatteurs possédaient plutôt une entrée orintée vers le bas .
Ce qui avait un gros avantage , l'aspiration d'essence à l'état liquide était presqu'impossible , puisque la cuve se trouvait bien en dessous du collecteur ou systéme d'admission .
Et cet avantage était important au temps ou les carburateurs n'étaient pas munis de tous les dispositifs décrits ci dessus dans la première partie du topic , la carburation était alors assez aléatoire , et donc le risque d'aspiration de carburant à l'état liquide bien réel .
Les 2 inconvénients majeurs de ces carburateurs "verticaux" étaient
- accessibilité déplorable , carburateur logé tête en bas le long du moteur .
- cette disposition ne facilite pas le remplissage naturel du moteur par simple gravité , donc pose de gros problémes lors du démarage à froid ou le remplissage "passif" joue un rôle .
Inversé
La carburation devenant plus performante et previsible grace aux dispositifs décrits ci dessus , le carburateur peut dés lors prendre place à la position qu'il a occupé jusqu'à la fin de son histoire : au dessus du moteur
Il est alors necessaire de l'inverser , c'est à dire que l'entrée d'air se fait par le dessus , et le jet de mélange descend du gicleur au lieu de monter .
Horizontal
Dernier apparu , le carburateur horizontal est utilisé surtout là ou il y a un probléme d'encombrement , de place disponible .
L'accessibilité est comparable à celle du vertical , mais le moteur peut quasi toucher le capot sans besoin d'une bosse ou d'un rehaussement ..
Ouverture différentielle
Le carburateur à ouverture différentielle est en pratique un carburateur de type inversé , à deux corps verticaux , l'un fonctionnant dés le démarage , le ralenti et les bas régime , l'autre corps n'entrant en action qu'aux régime élevés .
Dans ce type de carburateur , les deux corps alimente l'ensemble des cylindres .
L'ouverture du second corps est le plus souvent de type mécanique , c'est à dire commandée directement par la pédale d'accélerateur , par une came n'agissant qu'en fin de course de pédale sur l'ouverture du papillon de deuxiéme corps .
Un exemple de carburateur de ce type assez répandu est le 32/35 TACIC qui a équipé de nombreux moteurs type XY6 sur 104 , Samba , Visa , R14 ... ceux qui l'ont utilisé se souviendront du dur nettement ressenti en fin de course de pédale de gaz , et de l'arrivée de toute la puissance qui allait avec .
Dans d'autre cas , l'ouverture du second corps à haut régime peut être commandée par une dépression et levier .
A bas régime , ralenti , démarage , la dépression dans la capsule est faible et le levier ne bouge pas .
A régime moyen la dépression dans le premier corps s'accentue et suffit à faire bouger le levier qui va commander l'ouverture du deuxiéme corps .
[i]Ouverture synchronisée
Les carburateurs à ouverture synchronisée sont en pratique de type inversé ou de type horizontal .
Sur les carburateurs à ouverture synchronisée , tous les papillons s'ouvrent en même temps , et de maniére strictement pareille , avec le même angle sur tous les corps .
Dans ce type de carburateur , un carburateur ou un corps alimente un seul ou un groupe de cylindre .
Pour obtenir cette ouverture synchronisée , le plus souvent les papillons sont montés carément sur le même axe , ou un mécanisme relie les axes de maniére à rendre leur ouverture synchrone et paralléle .
On obtient ce type de mouvement bien synchrone et paralléle de plusieurs axes de papillons enles reliant par une fourchette réglable de ce type :
Plusieurs carburateurs peuvent ainsi être reliés de maniére à ce que tous leurs axes papillons fonctionne en même temps .
Par exemple une série de 4 carburateur reliés en série sur un moteur en ligne :
Ici une vue d'une paire de carburateur double corps horizontaux Weber série DCOE .
On voit bien la bielette de commande qui tire au milieu des 2 axes directement sur la fouchette reliant les 2 axes , menant et mené .
Vue du mécanisme
Vue de dessus
Vue de face
Vue de coté
De nombreux carburateurs inversés sont également en ouverture synchronisée .
Exemple répandu : sur le même moteur 104/Samba/Visa/205 .. la paire de carburateurs inversés 35 du moteur type XY8
.
Message édité par fast doc le 16-05-2005 à 16:47:21
