CLUB5A - TECHNIQUE AUTO-MOTO - DIT PAPA C'EST QUOI UN CARBURATEUR ??

Le carburateur est un organe qui équipe de nombreux moteurs à allumage commandé (dits « à essence », par opposition aux moteurs Diesel) très majoritairement représentés par les moteurs à deux ou à quatre temps. Sa présence est quasi systématique sur les anciennes générations de ces moteurs, bien qu'il soit maintenant souvent remplacé par l'injection électronique dans les moteurs modernes, les moteurs à carburateurs ayant de moins bon rendements et consommant davantage de carburant. En Europe, la production des moteurs équipées de carburateur a cessé en 1993 en raison des nouvelles normes européennes anti-pollution. 

La plupart des moteurs d'avions légers, certaines motocyclettes et des moteurs thermiques de faible cylindrée (tondeuses, motoculteurs, tronçonneuses, appareils de modélisme, etc) et des chaudières à carburants liquides. Cet organe permet de préparer un mélange d'air (le comburant) et d'un hydrocarbure le plus souvent (le carburant) pour constituer le mélange selon un rapport air/carburant de richesse adaptée au fonctionnement du moteur, lui permettant de brûler plus ou moins complètement dans la chambre de combustion. Ce mélange d'air et de carburant pulvérisé est aspiré lors de la phase d'admission dans le ou les cylindres dudit moteur. Le carburateur a également pour fonction de régler la vitesse et le couple du moteur en modulant le taux de remplissage. 

 Le rapport théorique idéal air/essence pour le moteur à combustion interne est de 14,7:1, soit 14,7 grammes d'air pour 1 gramme de carburant. On parle alors de mélange stœchiométrique. En pratique, pour obtenir une combustion complète et propre (c'est-à-dire émettant moins d'oxydes nitreux NOx), on brûle une proportion air/essence d'environ 18:1 (mélange pauvre en carburant). Le mot « carburateur » provient du terme « carbure », qui est un composé binaire du carbone. En chimie organique, le terme a le sens plus spécifique de l'augmentation du carbone dans le contenu d'un carburant par mélange avec un gaz volatil d'hydrocarbures. La paternité de l'invention du carburateur est plutôt difficile à donner. Il est communément admis que l'allemand Carl Benz en soit l'inventeur en 18854 qu'il breveta en 1886. 

Il semble également que deux ingénieurs hongrois, János Csonka et Donát Bánki, inventèrent le carburateur en 1893. Bien avant Donát Bánki, le Français Fernand Forest avait inventé, en 1885, le carburateur à niveau constant qui constituait un immense progrès par rapport au carburateur à mèches de Édouard Delamare-Deboutteville, ou au carburateur à barbotage de Maybach. C'est le carburateur inventé par Fernand Forest qui servira de base à tous les carburateurs
montés sur tous les moteurs à essence fabriqués dans le monde pendant plus d'un demi-siècle. Arthur Krebs inventa le premier carburateur à membrane en 1902. 

Ce système contient deux fonctions principales : la répartition de la quantité d'air par rapport à la quantité de carburant et le réglage du point de fonctionnement du moteur (charge). Rapidement après le premier prototype inventé, Carl Benz ajouta au montage un papillon d'accélérateur. Celui-ci permet de régler à volonté la quantité du mélange aspiré par le moteur et donc, sa puissance et sa vitesse de rotation. Durant la période 1882 à 92, les carburateurs utilisés sur les premiers moteurs à combustion interne étaient à léchage, à barbotage ou mixtes. Lourds et très encombrants, ils se composaient d'un récipient parcouru par des tubulures. 

La résistance à l'écoulement du mélange vers les cylindres était considérable engendrant un fonctionnement, bien que très simple, peu satisfaisant. Ils n'étaient pas capables de fournir longtemps un mélange suffisamment homogène dont la composition soit adaptée aux différents régimes du moteur. La technique du carburateur fut plus tard améliorée 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. Cette nouvelle configuration conférait aux pilotes la possibilité de régler manuellement le dosage du mélange carburé. Frederick William Lanchester expérimenta en Angleterre le carburateur dans les voitures. 

En 1896, Frederick et son frère ont construit le premier moteur à essence utilisant le nouveau carburateur. Cette version accomplit en 1900, avec succès, un trajet de 1 000 miles (1 600 km) démontrant ainsi que l'invention du carburateur était un important pas en avant dans l'ingénierie automobile. Le carburateur fut l'habituel mode de carburation pour presque tous les moteurs à essence jusqu'au milieu des années 1980, quand l'injection indirecte lui fut préférée pour des raisons de normes de dépollution, le fonctionnement d'un pot catalytique s'accommodant mal d'un carburateur. Sur le marché américain, la dernière voiture utilisant un carburateur fut la Ford Crown Victoria Police Interceptor de 1991. 

Depuis 2005, de nombreux nouveaux modèles sont commercialisés avec l'injection directe. Une majorité des motocyclettes utilisait encore le carburateur en raison de son faible coût et de la réponse des gaz rapide, mais les normes anti-pollution les ont fait passer progressivement à l'injection. Aujourd'hui ces deux fonctions sont dissociées : le papillon des gaz est monté dans le boîtier papillon, et le mélange air-carburant est réalisé par le circuit d'injection, le tout permettant, via un ensemble de capteurs et un calculateur électronique, de minimiser les émissions polluantes. 

Le carburateur est situé à l'entrée des conduits d'admission où il assure le mélange air/essence aspiré par le moteur. Il possède : l'arrivée d'air, celui-ci passant d'abord à travers un filtre à air sur les véhicules pour le débarrasser des impuretés qui pourraient gêner la carburation ; l'arrivée d'essence, qui est envoyée par une pompe ou par gravité et stockée dans une cuve, dont le niveau est maintenu constant par un flotteur qui commande un clapet à pointeau ; la buse (ou « diffuseur »), qui crée la dépression nécessaire à l'aspiration du carburant. Le dessin de la partie étranglée du diffuseur nécessite une étude préalable afin d'éviter l'apparition, dans la colonne d'air, de turbulences qui gêneraient l'aspiration du carburant. Par ailleurs, la vitesse d'aspiration au niveau de l'étranglement doit être limitée.

 La vaporisation complète du mélange est réalisée dans la zone aval du diffuseur jusqu'à la soupape d'admission ; le boisseau, qui a pour fonction de réguler les quantités d'air et d'essence admises dans le moteur. Du côté entrée d'air, le boisseau est coupé en biais. La coupe en biais plus ou moins affirmée détermine la quantité d'air admise lorsque le pilote commence à accélérer. Plus la coupe est haute, plus le mélange est pauvre ; la cuve, dans laquelle un flotteur muni d'une vis-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. le gicleur, sorte de petite vis comportant un orifice, qui sert à introduire le carburant dans la zone de dépression du diffuseur. 

Le débit du gicleur dépend de son diamètre et de la dépression. Il est placé, à partir de la cuve, en un point facilement accessible sur la canalisation de carburant ; le papillon, placé dans le conduit en aval du diffuseur. Il s'agit d'un clapet qui régule le débit du mélange gazeux, en fonction de l'effort demandé au moteur, admis dans les cylindres. Il est ainsi commandé par la commande d'accélérateur (pédale ou poignée) ; la sortie communiquant avec les conduits d'admission, afin d'envoyer le mélange formé pour la combustion.
Source :  GS VINTAGE