Technique : Le carburateur

Le carburateur : un peu d'histoire...

Le carburateur est destiné à préparer le mélange gazeux air-carburant nécessaire au fonctionnement du moteur à explosion. Il a également pour rôle de régler, à volonté, la vitesse et le couple du moteur.

Les conditions à respecter dans la préparation du mélange sont au nombre de deux :

- L'homogénéité, qui doit assurer la meilleure pulvérisation possible.

- Le dosage, qui doit être constant à tous les régimes, sans pour autant exclure la possibilité de le faire varier dans des conditions particulières (départ à froid ou accélération rapide).

L'évolution des carburateurs

Les appareils mis au point et utilisés durant la période 1882-1892 sur les premiers moteurs à combustion interne étaient à léchage, à barbotage ou mixtes (léchage et barbotage).

Ces carburateurs étaient lourds et encombrants. Ils se composaient d'un récipient parcouru par des tubulures. La résistance à l'écoulement du mélange vers les cylindres était considérable. Enfin, le fonctionnement, bien que très simple, était loin d'être satisfaisant. Ils n'étaient pas capables de fournir longtemps un mélange suffisamment homogène dont la composition soit adaptée aux différents régimes du moteur.

Dans les carburateurs à léchage, l'air traversait l'appareil en léchant la surface de l'essence. Ce système fut ensuite perfectionné par le montage dans l'appareil d'une série de diaphragmes qui permettaient un enrichissement progressif du mélange, grâce au préchauffage du carburant au contact des tubulures d'échappement.

Dans les carburateurs à barbotage, le tuyau d'admission d'air se prolongeait jusqu'au fond de l'appareil. L'air, parfois préalablement réchauffé, barbotait dans la cuve et s'enrichissait progressivement des vapeurs d'essence.

Ce système fut amélioré par l'adjonction d'un flotteur permettant de contrôler le niveau du carburant et par le montage d'une prise d'air supplémentaire reliée au tube de sortie du mélange carburé.

Ce dernier dispositif donnait la possibilité aux pilotes grâce à une commande manuelle, de corriger le dosage du mélange carburé.

Le carburateur élémentaire comprend :

- La cuve à niveau constant, dans laquelle un flotteur muni d'un pointeau permet l'ouverture ou la fermeture de l'orifice d'arrivée de l'essence. Ce système élimine les effets de la différence de niveau entre le réservoir et le carburateur.

En général, la position du flotteur est réglable : le choix d'un niveau correct empêche de « noyer » le moteur et évite les « trous » lors du fonctionnement, inconvénients qui se produisent respectivement lorsque le niveau est trop haut ou trop bas.

- Le diffuseur, ou buse, qui présente un étranglement et prend, en général, la forme d'un tube de Venturi. Il crée la dépression nécessaire à l'aspiration du carburant. La forme de la partie étranglée du diffuseur est soigneusement étudiée pour éviter l'apparition, dans la colonne d'air, de turbulences qui gêneraient l'aspiration du combustible.

La vitesse maximale, au niveau de l'étranglement, doit être comprise dans des limites bien déterminées (en général entre 100 et 130 m/s). La vaporisation complète du mélange est réalisée dans la zone aval du diffuseur jusqu'à la soupape d'admission.

- Le gicleur, qui affleure à un niveau légèrement supérieur à celui de l'essence et qui sert à introduire le combustible dans la zone de dépression du diffuseur. Le débit du gicleur dépend de son diamètre et de la dépression. Le gicleur se présente sous la forme d'une petite vis comportant un orifice calibré. Il est placé, à partir de la cuve, en un point facilement accessible sur la canalisation de carburant.

Le diamètre de l'orifice, appelé diamètre du gicleur, s'exprime en centièmes de millimètre. En le modifiant, on peut enrichir ou appauvrir le mélange et faire varier, dans un certain intervalle, les performances et la consommation du moteur.

La forme et le fini de fabrication du gicleur ont une grande importance en raison de l'influence qu'ils exercent sur le débit et sur la pulvérisation du combustible.

- Le papillon, placé dans le conduit en aval du diffuseur. Il assure le dosage de la quantité de combustible admise en fonction de l'effort demandé au moteur. Il est commandé par la pédale d'accélérateur.

Les inconvénients du carburateur élémentaire

- Le dosage du mélange admis n'est pas constant. Il varie en fonction du nombre de tours du moteur, de la température et de la pression atmosphérique.

- Le carburateur élémentaire ne permet pas les accélérations rapides. L'essence, plus lourde que l'air, ne suit pas instantanément lors des accélérations brusques, ce qui provoque un appauvrissement du mélange.

- Le fonctionnement défectueux au ralenti. La vitesse de l'air dans le diffuseur est tellement réduite que l'aspiration de l'essence et sa pulvérisation ne se produisent pas.

- Le départ à froid malaisé. La vaporisation du combustible est difficile et le mélange reste pauvre, même si le rapport air-combustible atteint des valeurs supérieures au rapport stoechiométrique.

Or, c'est précisément lors du départ à froid qu'il faut pouvoir disposer d'un mélange riche. Si la quantité d'essence aspirée était toujours proportionnelle au régime du moteur, le phénomène se traduirait par une droite sur un graphique. En fait, le dosage varie avec le régime selon une courbe qui coupe la droite idéale en un seul point.

Tous les points de la courbe, situés au-dessous de la droite, correspondent à un mélange trop pauvre, tandis que les points situés au-dessus indiquent un mélange trop riche.

Les constructeurs ont apporté des solutions différentes afin d'obtenir le dosage parfait, quel que soit le régime. Dans tous les cas, ils sont partis du principe que, puisqu'il existe une vitesse de rotation idéale correspondant au dosage parfait, il faut adopter, pour les autres régimes, un système compensateur capable de réaliser les conditions de dosage parfait.

Les modifications apportées dans ce but au carburateur élémentaire consistent, généralement, en des dispositifs susceptibles de faire varier la composition du mélange, dans des conditions données de fonctionnement du moteur et lors du passage d'un régime de rotation à un autre. Nous allons voir quels sont ces principaux systèmes de correction.

Le départ à froid

Lorsqu'on met le moteur en route, la dépression est trop faible pour aspirer le carburant et le dosage est très pauvre.

De plus, à froid, l'évaporation de l'essence est difficile.

Le carburant présente une plus grande cohésion et, au lieu de se pulvériser, se divise en gouttelettes qui ne se mélangent pas à l'air et ont tendance à se déposer sur les parties les plus froides des conduits d'admission.

Les constructeurs de carburateurs ont remédié à cet inconvénient grâce au dispositif de démarrage, ou starter, qui permet d'enrichir le mélange. Il peut, soit réduire la quantité d'air aspirée à l'aide d'un volet, soit agir sur les gicleurs pour augmenter la quantité d'essence débitée (exemple i le carburateur S.U.).

Parfois, on a recours à un système de carburation spécial qui entre en action uniquement au démarrage.

L'air est aspiré directement de l'extérieur, ou encore à partir du conduit principal en amont du papillon. Dans ce cas particulier, l'essence est puisée directement dans la cuve et le papillon doit rester fermé, afin que le mélange carburé ne passe que par le dispositif de démarrage.

Les quantités d'air et d'essence sont réglées par des gicleurs calibrés.

Quelquefois, on a recours aux starters automatiques commandés par des systèmes thermostatiques, représentés le plus souvent par des bilames sensibles aux variations de température.

Le fonctionnement au ralenti

Lorsque le moteur fonctionne au ralenti, le papillon est presque fermé et, par conséquent, seule la partie du conduit située en aval du papillon est soumise à une forte dépression que l'on peut exploiter pour appeler le carburant nécessaire à travers un gicleur spécial, nommé gicleur de ralenti.

Ce dernier est placé juste au niveau du bord du papillon et ne débite que lorsque celui-ci est fermé ou très peu ouvert, c'est-à-dire lorsqu'il est soumis à une forte dépression.

Au fur et à mesure que le papillon s'ouvre, la dépression qui s'exerce sur le gicleur de ralenti diminue jusqu'à ne plus être suffisante pour provoquer l'aspiration de l'essence. Simultanément, la dépression dans le diffuseur augmente et le gicleur principal entre progressivement en action.

Le réglage du ralenti moteur s'effectue par la vis de butée du papillon réglant l'admission d'air et par une vis-pointeau réglant l'admission de carburant, afin d'obtenir un mélange homogène air-essence.

La pompe de reprise

Lors d'une brusque accélération, on provoque l'ouverture totale du papillon, ce qui entraîne une augmentation rapide du débit d'air, laquelle n'est pas suivie d'une augmentation du débit de carburant à cause de la plus grande inertie de ce dernier.

Pour éviter un « trou », c'est-à-dire une baisse brutale de régime, on utilise le plus souvent une pompe de reprise. Celle-ci envoie lors de la reprise une quantité d'essence supplémentaire. Elle peut être à piston ou à membrane.

On peut aussi employer des tubes de progression. Le gicleur possède quatre ou cinq trous qui entrent en service au fur et à mesure de l'ouverture du papillon.

Sur une pompe de reprise à membrane, la fermeture du papillon détend le ressort de rappel de la membrane et celle-ci, en se retirant, provoque une dépression dans la chambre de la pompe.

La soupape de sortie à bille empêche la sortie du carburant, tandis que la soupape d'entrée, également à bille, se lève, permettant ainsi un afflux de carburant suffisant pour remplir rapidement la chambre de la pompe. A l'accélération, l'ouverture du papillon provoque une pression sur la membrane, qui a pour effet le giclage du carburant par la soupape de sortie.

L'enrichissement du mélange est ainsi automatiquement réalisé. La quantité d'essence injectée est déterminée par l'amplitude de la course de la membrane, tandis que la vitesse de sortie du carburant pompé est fonction de la largeur de l'orifice de sortie.

L'interposition d'un ressort rend plus progressive la course du levier de commande de la membrane en matière souple.

Les différents types de carburateurs

Dans le carburateur compensé (Zenith), il existe deux gicleurs :

- Un gicleur principal, qui n'est autre que le gicleur du carburateur élémentaire, dont le débit est proportionnel à la dépression existant dans le diffuseur.

- Un gicleur secondaire, compensateur qui en communication à travers un puits avec l'air atmosphérique a un débit indépendant de la dépression régnant dans le diffuseur, donc du régime moteur. Son débit est uniquement tributaire de la quantité d'essence dans la cuve.

Si l'on considère le dosage du mélange que chacun des deux gicleurs pourrait fournir s'il agissait seul, on remarque que le gicleur principal fournit un mélange dont la richesse augmente avec le régime tandis que le gicleur compensateur fournit un mélange de plus en plus pauvre. En effet, dans ce cas, l'augmentation du régime accroît la quantité d'air qui vient se mélanger à l'essence débitée par le gicleur compensateur.

L'addition et le brassage de ces deux mélanges, l'un pauvre et l'autre riche. donnent un composé relativement constant. Le gicleur principal est réglé pour les hauts régimes de rotation, tandis que le gicleur compensateur est mis au point pour les bas régimes. Leur comportement est illustré par les courbes de débit. Pour les tracer, on porte sur l'axe vertical les valeurs du rapport air-essence en poids et sur l'axe horizontal les différents régimes du moteur. En additionnant les ordonnées des deux courbes, on en obtient une troisième qui représente la carburation finale résultant de l'action des deux gicleurs.

La cuve du gicleur compensateur, qui est à la pression atmosphérique, joue le rôle de pompe de reprise.

À bas régime, elle reste remplie d'essence : au moment des reprises, par contre, l'augmentation de la dépression agit davantage sur elle que sur la cure à niveau constant.

Dans le carburateur à air antagoniste (Weber), l'injecteur est situé dans la partie inférieure du gicleur et est calibré pour les bas régimes. Cette disposition aurait tendance à enrichir le mélange aux hauts régimes, aussi on lui oppose un courant d'air, soufflant transversalement au jet et empêchant l'essence de sortir de l'injecteur.

On a ainsi un ensemble constitué d'un gicleur principal qui comporte un orifice calibré à sa partie inférieure avec une série d'orifices radiaux dans son corps, d'un porte-gicleur composé d'un tube concentrique au gicleur légèrement plus court que celui-ci et d'un bouchon cylindrique qui ferme le gicleur à sa partie supérieure et présente, lui aussi, une série de trous disposés radialement.

L'essence monte le long du gicleur principal selon le principe des vases communicants, en remplissant également le tube porte-gicleur.

Tant que la dépression dans le diffuseur reste faible l'ensemble fonctionne comme le gicleur d'un carburateur normal. Quand elle augmente le niveau d'essence dans le gicleur et dans le porte-gicleur tend à s'abaisser, découvrant successivement les différentiels rangées d'orifices.

À ce moment, la vitesse dans le diffuseur s'accroît et de l'air pénètre dans les trous du bouchon et remonte dans l'interstice compris entre le bouchon et le porte-gicleur ce qui permet de couper le jet d'essence et d'en réduire ainsi proportionnellement le débit. Plus l'aspiration sera forte, plus les orifices découverts seront nombreux.

Cette réduction du débit d'essence, qui doit être proportionnelle à tous les régimes du moteur permet donc d'assurer la constance du dosage du mélange air-essence.

Revenons au carburateur élémentaire dont la section du diffuseur est fixe. Si, à 2 000 tr mn, le moteur aspire, par exemple, 1000 litres d'air à la minute et si, à 4 000 tr mn, il en aspire le double la vitesse de l'air dans le diffuseur, à 4 000 tr mn. sera deux fois plus élevée qu'au régime de 2000 tr mn.

En première approximation, on peut dire que si la vitesse de rotation du moteur double, la dépression dans le diffuseur, et par conséquent au niveau de l'injecteur, ainsi que le débit d'essence deviennent quatre fois plus élevés. Le débit d'air, par contre, ne fait que doubler.

Ce phénomène oblige à recourir à des carburateurs complexes, comportant des gicleurs de ralenti, des trous de progression, etc., c'est-à-dire des appareils composés de nombreux carburateurs élémentaires qui interviendront aux différents régimes pour maintenir les variations du rapport air-essence dans un intervalle acceptable de consommation, en fonction des performances.

Notons, en ce qui concerne une éventuelle réduction de la vitesse de l'air aux bas et moyens régimes, que l'on ne peut adopter toutes les combinaisons de sections désirables. En résumé, dans les carburateurs traditionnels, on a un diffuseur fixe et des gicleurs multiples.

Dans les carburateurs S.U, par contre, le diffuseur à section variable est commandé par la dépression existant dans le diffuseur.

La dépression dans le diffuseur augmente avec la vitesse. Le piston se soulève lorsque la dépression s'élève, ce qui élargit la buse et maintient à peu près constante la vitesse dans le diffuseur et le gicleur lors des variations de la quantité d'air aspirée par le moteur.

Au ralenti, le papillon est fermé et la dépression est minimale. Le piston descend. La section de passage du carburant est très faible et seule une quantité très faible d'essence est pulvérisée. En marche normale, le papillonne est grand ouvert. La dépression augmente et commande le mouvement de l'aiguille qui, en remontant, augmente progressivement la section de l'orifice de giclage. Au démarrage, il est nécessaire d'enrichir considérablement le mélange. Un levier permet d'abaisser le gicleur, ce qui agrandit l'orifice de passage du carburant. Le piston est abaissé et le papillon fermé

A l'accélération, il suffit de disposer d'un frein capable de retarder le mouvement ascensionnel du piston pour augmenter ainsi la vitesse et la dépression dans le diffuseur et au niveau d'un gicleur.

On enrichit ainsi le mélange plus simplement, et surtout plus progressivement, qu'avec la pompe de reprise des carburateurs traditionnels. Les rôles du piston, du ressort antagoniste et de l'amortisseur sont donc de maintenir dans le diffuseur la vitesse d'air la plus convenable, tant au moment des reprises qu'en régime.

En ce qui concerne le rapport air-essence, celui-ci est contrôlé à l'aide d'une aiguille conique, solidaire du piston, qui, en coulissant dans le gicleur, fait varier la section utile. Sa forme est étudiée de manière à obtenir, pour chaque régime et pour chaque position du papillon, les meilleurs rapports air-essence pour le rendement du moteur.

En abaissant la position de l'injecteur à l'aide du starter ou de la vis de réglage, on augmente la section d'arrivée de l'essence et on enrichit ainsi le mélange à tous les régimes, et inversement. En choisissant des huiles de viscosités différentes pour l'amortisseur, on peut régler l'enrichissement du mélange au moment des reprises : une huile plus dense enrichit le mélange, tandis qu'une huile moins dense l'appauvrit.

Le dispositif de départ, s'il est correctement réglé, se limite, dans la première partie de sa course, à ouvrir le papillon à l'aide de la came spéciale, jouant ainsi le rôle d'un accélérateur à main : ensuite, il abaisse le gicleur pour enrichir le mélange et faciliter le départ à froid.

Classification et choix des carburateurs

En dehors des critères relatifs aux systèmes assurant la constance du dosage, on peut classer les carburateurs, selon les directions respectives du diffuseur et du gicleur, en :

- Carburateurs horizontaux (la colonne d'air aspiré est horizontale, tandis que le gicleur est disposé verticalement)

- Carburateurs verticaux (la colonne d'air aspiré est verticale, dirigée vers le haut et coaxiale avec le gicleur)

- Carburateurs inversés (la colonne d'air est verticale et dirigée vers le bas, le gicleur est horizontal, avec un bec terminal dirigé vers le bas).

Le carburateur inversé connaît aujourd'hui la plus large diffusion. Le passage du mélange est favorisé par la pesanteur. Il assure une homogénéité du mélange plus intéressante sans recourir au réchauffage.

Le carburateur horizontal permet de réaliser des conduits d'admission dépourvus de coudes, donc entraînant les pertes de charge les plus faibles, mais cette solution est plutôt encombrante.

On peut aussi classer les carburateurs en fonction du nombre des conduits et des diffuseurs ; on a ainsi des carburateurs à un seul corps ou à plusieurs corps, avec au maximum quatre conduits et quatre diffuseurs.

Le choix par le constructeur du carburateur le mieux adapté pour un moteur donné s'effectue selon des critères d'ordre général, mais la mise au point est faite suivant les résultats des essais sur route et au banc.

Essentiellement, on envisage les éléments suivants : diamètre du corps principal, diamètre du diffuseur et choix du gicleur principal. Le choix du diamètre du corps d est effectué par application de différentes formules qui prennent en considération le nombre des cylindres alimentés, la cylindrée unitaire C et le nombre maximal de tours du moteur n. Les formules appliquées sont les suivantes :

4 cylindres, d = 0.82 x Vcn

6 cylindres, d = Vcn

8 cylindres, d= 1,15 x Vcn

D'une manière générale, et toujours sous réserve de vérification sur route, le diamètre D du diffuseur est choisi par application de la formule : D = 0,8 d.

Habituellement, le diamètre du gicleur principal, exprimé en centièmes de millimètre est égal à cinq fois celui du diffuseur (en millimètres).

Réglage des carburateurs

Les carburateurs sont dotés de différents dispositifs de réglage permettant d'en effectuer la mise au point. Ces dispositifs sont ordinairement au nombre de trois :

1° Réglage du ralenti

2° Réglage du rapport air-essence

3° Réglage du dispositif de départ.

Le réglage du ralenti agit le plus souvent sur le papillon dont il modifie l'ouverture, agissant ainsi sur la quantité d'essence introduite.

En règle générale, sauf indication contraire du constructeur, il convient de régler le ralenti de telle manière que le témoin du générateur de courant (dynamo, alternateur) ait tendance à s'éteindre. S'il existe plusieurs carburateurs, il est également nécessaire de synchroniser les différents papillons afin d'obtenir la même alimentation pour tous les cylindres.

Après avoir réglé le ralenti, il faut vérifier le rapport air-combustible. Si le dosage est satisfaisant, en vissant d'un demi-tour (mélange plus pauvre) ou en dévissant, également d'un demi- tour (mélange plus riche), la vis spéciale de réglage, le moteur aura dans les deux cas tendance à baisser de régime ou à « boiter ».

La carburation

On appelle "carburation", la préparation du combustible, consistant en la pulvérisation, la vaporisation et le brassage de l'essence avec une quantité déterminée d'air.

Lorsque l'étincelle jaillit dans la chambre de combustion du moteur, l'inflammation du mélange air-essence, ou, plus exactement, la combustion de l'hydrogène et du carbone (principaux composants de l'essence) avec l'oxygène de l'air s'amorce.

La combustion de ce mélange est complète lorsque tout le carbone et tout l'hydrogène se combinent avec l'oxygène en formant exclusivement de l'anhydride carbonique et de la vapeur d'eau, de telle sorte que, une fois la combustion achevée, on ne retrouve pas dans les gaz d'échappement des produits imbrûlés tels que l'oxygène libre. l'oxyde de carbone ou des hydrocarbures.

Pour que cette condition soit vérifiée, il faut que les deux composants, air et essence, soient admis dans le cylindre dans un rapport de poids permettant l'oxydation complète du carburant.

L'équation de la combustion peut s'écrire sous la forme simplifiée :

C7H16 + 11 O2 = 7 CO2 + 8 H2O

Pour brûler 100 g d'heptane (C7H16), il faut 352 g d'oxygène. Sachant que 100 g d'air contiennent 23 g d'oxygène, il faudra :

(352 x 100) / (23 x 100)= 15,3 g d'air

pour brûler 1 g d'heptane. Un mélange à 1 g d'essence et à 15,3 g d'air constitue un mélange parfait. Avec les essences actuelles, le rapport théorique en poids est de 1 kg d'essence pour 14.7 kg d'air, ce qui donne en volume 1 litre d'essence pour environ 8 400 litres d'air, à la température de 15 °C et à la pression de 760 mm de mercure.

Le carburateur devrait assurer en toutes circonstances un dosage correct. On s'aperçoit pourtant que cette condition est très difficile à respecter et que le fonctionnement du moteur n'est régulier qu'à certains régimes. tandis qu'il s'avère irrégulier ou impossible aux autres.

En effet, ce qui compte pour le moteur ce n'est pas le dosage initial effectué dans le carburateur, mais le dosage du mélange parvenant aux cylindres. Si toute l'essence qui arrivait était pulvérisée (c'est -à- dire réduite en très fines gouttelettes), puis vaporisée (c'est-à-dire transformée en gaz) et. enfin, mélangée de manière homogène avec l'air, le rôle du carburateur pourrait uniquement se limiter à doser le mélange dans un rapport stoechiométrique.

Malheureusement. durant le trajet, le mélange subit des variations de vitesse, de pression et de température qui sont susceptibles de le faire changer.

Ainsi, la fraction d'essence qui n'est pas pulvérisée ne brûle pas dans la chambre de combustion ; tout se passe comme si elle n'était jamais parvenue dans les cylindres.

Le carburateur doit donc tenir compte de l'état dans lequel l'essence arrive et modifier convenablement le dosage, de telle sorte que la combustion soit toujours régulière.

En pratique, un moteur fonctionne rarement avec un dosage air-essence parfait, il varie considérablement entre les limites inférieure et supérieure d'inflammabilité qui sont approximativement comprises entre 1/8ème et l/28ème.

Ces écarts de la valeur stoechiométrique, dans un sens ou dans un autre, sont nécessaires pour un fonctionnement correct du moteur qui a des exigences différentes de mélange en jonction de l'ouverture du papillon, de son régime et de ses caractéristiques de construction.

Lorsque le papillon est presque fermé, la vitesse de l'air est très réduite et partant, la pulvérisation de l'essence est limitée. Dans ces conditions, il est nécessaire que le carburateur débite une quantité d'essence plus importante pour tenir compte de la fraction non pulvérisée. Cette exigence doit également être remplie lorsque la température extérieure est très basse et que la vaporisation ne trouve pas une chaleur suffisante pour s'achever.

Les caractéristiques de construction du moteur ont une grande importance pour la carburation. La longueur, la section et les courbes des tubulures d'admission jouent sur la répartition de l'essence dans l'air. Le nombre des cylindres alimentés ainsi que la forme de la chambre de combustion revêtent également une grande importance.

L'homogénéité du mélange n'est pas correcte en raison des différences de température qui tendent à former des zones stratifiées de densité variable.

Tous les inconvénients relatifs à un mélange non uniforme, non vaporisé, etc., se traduisent par un manque d'essence, dans certaines couches, ou par un mélange pauvre.

DÉFAUTS DE FONCTIONNEMENT DU CARBURATEUR

Mélange trop pauvre :

- Excès d'air / manque d'essence

- Mauvaise compression

- Eau dans l'essence

- Prise d'air

- Gicleurs bouchés

- Départs difficiles

- Retours au carburateur

- Le moteur chauffe

- Porcelaine des bougies claire

Mélange trop riche :

- Excès d'essence / manque d'air

- Starter en fonction

- Volet d'air coincé

- Niveau de cuve trop haut

- Filtre à air encrassé

- Le moteur "galope"

- Gaz d'échappement noirs à odeur d'essence

- Explosions dans l'échappement

- Porcelaine des bougies noire

- Consommation excessive d'essence

Ces phénomènes se vérifient, même si l'air et l'essence sont partis du carburateur dans un rapport stoechiométrique (ralenti, départ à froid, accélération, etc.). Une carburation correcte doit prévoir cet appauvrissement du mélange et assurer l'enrichissement au moment adéquat. Le moteur ne fonctionne pas bien avec un mélange pauvre, mais parvient à fonctionner régulièrement avec un mélange riche; aussi. plutôt que d'accepter une carburation appauvrie à un certain régime, on préfère l'enrichir à tous les régimes pour arriver au rapport stoechiométrique dans le cas considéré.

Tous les moteurs marchent avec un dosage air-essence compris entre 12 et 15. Dans cet intervalle, le dosage est considéré comme normal. Les meilleurs moteurs travaillent avec des rapports plus proches de 15.

Les moteurs et les carburateurs, qui consomment davantage, travaillent avec des rapports voisins de 12.

Un mélange riche se reconnaît à la couleur noire des gaz d'échappement et à leur odeur d'essence.

L'utilisation d'un tel mélange occasionne évidemment un gaspillage d'essence et. en outre, puisque nous sommes en présence d'une combustion incomplète par insuffisance d'oxygène, des dépôts charbonneux. lesquels se déposant sur la tète du piston et sur les parois de la chambre de combustion donnent lieu à des phénomènes de pré allumage.

De plus, lorsque ces dépôts se forment sur les électrodes de la bougie, ils permettent le passage du courant et empêchent la formation de l'étincelle, entraînant ainsi un fonctionnement irrégulier du moteur.

A côté de ces inconvénients, il y a un risque insidieux : le " lessivage" des cylindres. qui ne brûle pas se dépose sur les parois du cylindre et dissout la mince pellicule d'huile de graissage, avec pour conséquence un risque de grippage des pistons.

On appelle pauvre, un mélange dans lequel l'air entre pour quinze parts en poids contre une part pour l'essence.

La puissance permise par un tel mélange est inférieure à la puissance normale et la vitesse de propagation de la flamme moins rapide, à cause de la plus faible concentration.

Cette vitesse de propagation réduite peut entraîner un retour de flamme au carburateur. Dans ce cas précis, la combustion se poursuit pendant toute la phase d'échappement et, à l'ouverture de la soupape d'admission. le mélange frais aspiré vient au contact du mélange qui a achevé son cycle, mais qui est encore en train de brûler.

La combustion peut alors se propager à toute la colonne de mélange qui est aspiré depuis la chambre de combustion jusqu'au carburateur.

Le mélange pauvre provoque une prolongation de la combustion qui soumet le cylindre à une. plus forte contrainte thermique et, de ce fait, donne lieu à des phénomènes de surchauffe.

Les conditions atmosphériques ont, elles aussi, une influence considérable sur la carburation : on sait, en effet, que la pression atmosphérique au niveau de la mer décroît avec l'altitude et que la température décroît aussi à raison d'environ 6,2°C par 1000 m.

Ces variations de température et de pression influent sur la densité de l'air qui diminue progressivement avec l'altitude, tandis que la densité de l'essence reste inchangée.

En théorie, la carburation se trouverait appauvrie en montagne et enrichie au niveau de la mer. Le réglage défectueux d'un carburateur (mélange trop riche) est responsable des émissions de gaz polluants interdites par une directive européenne, reprise par les réglementations française, belge et suisse. La teneur en monoxyde de carbone des gaz d'échappement émis au régime de ralenti ne doit pas dépasser 4.5 %.