Aaaaaaaah ! La carburation !!! Enfin un cours sur la carburation !!! Et bien oui, si le cerveau vous en dit, je vous propose un voyage dans le mélange stoechiométrique, en passant par le tube d'émulsion, en contournant l'ajutage d'automaticité, et le tout saupoudré d'effet venturi à volonté !

J'en entends au fond qui roumègue...Mais en sortant du cours, vous serez incollables sur tous les phénomènes, tous les moyens techniques, et autres secrets qui font que le petit carburateur au dessus de votre moteur survitaminé, vous emmène tous les matins sur la route !

Ce cours est une synthèse de tout ce que j'ai pu lire, voir, ou comprendre sur la carburation, et encore ! J'en apprends tous les jours... Il me tardait de le mettre en ligne, car j'ai essayé de le faire le plus complet et le plus clair possible. Ce cours ne traite que du phénomène de la carburation, avec comme exemple, la coupe d'un ZENITH en 2...Si si ! Je l'ai fait !!! Pour tout ce qui est donnée technique de calibration, avec calcul des éléments internes, cela viendra par la suite...

Je tiens à remercier Matt COOPER de chez Eurocarb ltd pour son aide précieuse sur les données techniques des carburateurs Dellorto !
I thank a lot Matt COOPER of Eurocarb ltd for his precious help for Dellorto carburetors technics datas !

Bon cours à tous et bonne bourre !

La carburation

Sommaire :

1 - Un peu d'histoire...

2 - La carburation - théorie
2- 1 - Doser les matières entre elles
2- 2 - Vaporiser l'essence dans l'air - Théorème de Bernoulli
2- 3 - Homogénéiser le mélange carburé

3 - Position du carburateur

4 - La pratique : construisons notre carburateur Prototype
4 - 1 - Le flotteur et le niveau constant
4 - 2 - Le tube d'ajutage
4 - 3 - Le tube d'émulsion
4 - 4 - Le marquage des gicleurs et des tubes d'émulsion
4 - 5 - Le circuit de ralenti
4 - 6 - Les trous de progression
4 - 7 - Le starter
4 - 8 - La pompe de reprise

5 - Alimenter les cylindres

6 - A la découverte du WEBER 28 IMB

 

 

1 - Un peu d'histoire :

En 1859, Étienne LENOIR, un ingénieur-inventeur français d'origine belge, dépose le " brevet du moteur à gaz et à air dilaté". Une année plus tard, le moteur à explosion (ou du moins un truc qui lui ressemble...) est créé par le même personnage, et il est alimenté en gaz. Voulant remplacer le gaz par du pétrole, Etienne LENOIR invente alors le premier carburateur pour moteur à explosion.

Les années passent, et les techniques évolues avec les carburateurs à "léchage" ou "barbotage" qui équipaient par exemple les fameuses De Dion. La conception de ces carburateurs était simple avec un système de tubulure d'air qui plongeait dans une petite cuve à essence afin d'enrichir l'air qui en sortait. Le conducteur pouvait à tout moment modifier le dosage air / essence par le biais d'une manette... Mais le résultat était assez médiocre.

 

 

Plus tard, les carburateurs "Longuemarre et Capitaine" ont inové avec un système de vaporisation et niveau de cuve constant. Beaucoup d'autres marques concurentes se sont engoufrées dans la brêche, comme Priestman, Deutz ou bien Koerting.

Tout au long des années suivantes, de multiples modifications ont été apportées par différentes marques, sur différents systèmes, pour arriver dans les années 30/40 au carburateur "standard" que nous connaissons tous. Les grandes marques les plus connues aujourd'hui sont WEBER, DELLORTO, SOLEX, ZENITH, HOLLEY, MIKUNI, et bien d'autres...

 

2 - La carburation - théorie :

 

Qu'est ce que la carburation ?

La carburation est l’ensemble des opérations qui consistent à mélanger du carburant avec l’air, dans les meilleures conditions possibles, afin d’obtenir un mélange carburé qui puisse brûler entièrement et le plus rapidement possible dans la chambre de combustion. Le carburateur et sa tubulure d’admission doivent pour cela accomplir 3 tâches à la fois :

1 – doser les 2 matières entre elles.
2 – vaporiser l’essence dans l’air.
3 – homogénéiser le mélange.

 

 

2 - 1 - Doser les 2 matières entre elles :

Petit rappel :

Lorsqu’un combustible est mélangé avec l'air, et pour que la combustion perdure et se propage, il faut que la concentration de ce combustible dans le mélange gazeux se situe entre deux valeurs limites :

- La Limite Inférieure d' Explosivité : la LIE d'un mélange est le seuil de dosage du combustible en dessous de laquelle la combustion ne peut ni s'entretenir ni se propager. Le mélange est dit trop "pauvre".

- La Limite Supérieure d' Explosivité : la LSE d'un mélange est le seuil de dosage du combustible au dessus de laquelle la combustion ne peut ni s'entretenir ni se propager. Le mélange est dit trop "riche".

Les LIE et LSE sont exprimées en pourcentage de la vapeur de produit par volume dans l'atmosphère. Pour ce qui est de l'essence, sa LIE est de 1,4 % et sa LSE est de 7,6 % du volume dans l'atmosphère.

 

LE DOSAGE :

Le dosage est le rapport massique entre la quantité d’essence et la quantité d’air qu’il faut pour obtenir une combustion parfaite.

Masse Essence
D =----------------------------------
Masse Air

 

 

La masse atomique de l’hydrogène (H) est de 1, celle de l’oxygène (O) 16, celle du carbone (C) 12, et enfin celle du diazote (N2) 14. L’équation chimique parfaite de la combustion de l’essence (100% heptane) dans l’atmosphère est la suivante :

C7H16 + 11 O2 = 7 CO2 + 8 H2O

Une dose d’essence brûle avec une dose d’oxygène, ce qui produit du dioxyde de carbone et de l’eau. On a donc (12 x 7) + 16 = 100 grammes d’heptane qui brûlent avec 11 x (16 x 2) = 352 grammes d’oxygène, et le tout produit 7 x ( 12 + 32) = 308 grammes de dioxyde de carbone, et 8 x (1 x 2 + 16) = 144 grammes d’eau.

Or l’oxygène ne représente que 23 % de l’air ambiant, donc : 352 x 100 / 23 = 1530 gramme d’air.

Le dosage chimiquement parfait calculé est donc de 1530 grammes d’air ambiant pour 100 grammes d’essence, soit 15,3 grammes d’air pour 1 gramme d’essence. On dit que le dosage est stoechiométrique.

On note donc le dosage parfait comme ceci : D = 1/15,3

 

 

Si il n'y a pas assez d'essence dans le mélange carburé, on dit que le mélange est pauvre

Si il y a trop d'essence dans le mélange carburé, on dit que le mélange est riche

Il faut donc, pour éviter tout problème de perte de puissance, de chauffe moteur, ou de consommation, que le carburateur et sa tubulure dosent parfaitement les 2 matières entre elle en toutes circonstances, en tout point, et dans toutes les plages d’utilisation du moteur.

 

 

Lorsque on alimente un moteur sur banc d’essai, avec plusieurs dosages de mélange carburé différents, on constate qu’en dessous d’un dosage de 1/28 et au dessus d’un dosage de 1/8, le mélange carburé ne fournit aucune puissance. La combustion est presque inexistante.
En recherchant le rendement maximum du moteur, on s’aperçoit que ce dernier est atteint avec un appauvrissement du mélange, soit D = 1/18 car il y a un excès d’air, afin d’obtenir une combustion complète. Par contre, en recherchant la puissance maximum du moteur, c’est le contraire avec un enrichissement du mélange, soit D = 1/12,5.

C’est donc entre ces 2 valeurs de dosage, que la combustion d’un moteur essence est la plus optimale.

 

 

 

Si on fait tourner notre moteur sur son banc d’essai, avec un régime constant, et que l’on fait varier le dosage du mélange carburé, on obtient les courbes suivantes :

 

- On commence avec un dosage pauvre, soit 1/28. Le moteur a du mal à tourner, sa puissance est quasiment nulle.
- On augmente la dose d’essence…Rapidement, la puissance monte. Au dosage 1/18, nous obtenons le mélange du meilleur rendement entre la puissance développée et la consommation.
- On continue à enrichir, et on obtient le dosage de la puissance maximum, soit D= 1/12,5.
- Puis la courbe de puissance stagne, alors que celle de la consommation s’envole, inutilement, car la puissance chute par la suite, malgré le surdosage.
- Bien avant 1/8, la puissance s’écroule.

On constate que la zone la plus favorable pour le fonctionnement du moteur n’est pas si large, et qu’il est important de bien doser l’essence afin de s’en rapprocher le maximum, et d’éviter une surchauffe moteur (mélange trop pauvre) ou une surconsommation d’essence (mélange trop riche). Il faut donc faire un choix, entre avoir un bon rendement, une puissance moindre et une faible conso, ou alors avoir la puissance max, mais une consommation plus importante.