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BREVET D'INVENTION DISPOSITIF DE COMMANDE AUTOMATIQUE DU VOLET
D'AIR DANS LES CARBURATEURS
L'invention se rapporte aux carburateurs et a pour but principal de réaliser un volet ou un dispo- sitif réglant la quantité d'air admise au carburateur, qui soit automatiquement commandé en fonction des températures et des pressions développées au cours du fonctionnement du moteur.
Les moteurs à explosion utilisant des combus- tibles liquides sont équipés habituellement avec des carburateurs munis d'un volet ou obturateur d'air commandé à la main, qui bouche l'arrivée d'air et enrichit ainsi le mélange au moment du démarrage.
Différents procédés ont été utilisés jusqu'ici pour manoeuvrer le volet automatiquement, mais comme la variation du mélange dépend de plusieurs facteurs, notamment de la chaleur du moteur, de la dépression dans la tuyauterie d'admission, etc..., les obturateurs automatiques inventés jusqu'ici ne répondaient pas entièrement aux nécessités.
Un des buts de la présente invention est de fournir une commande du volet d'air du carburateur qui
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soit complètement automatique et qui dépende de la température développée par le moteur et des pressions régnant respectivement en amont du volet, entre celui-ci et le papillon des gaz et en aval du papillon des gaz.
Une caractéristique importante de l'invention consiste à manoeuvrer le volet par la différence des pressions régnant en amont et en aval de celui-ci, le fonctionne- ment étant conditionné par la température du moteur et le mouvement d'ouverture dudit volet restant subordonné à l'établissement d'une certaine dépression en aval du papillon.
Lorsqu'on entraîne un moteur froid, il est désirable, avant de démarrer, de limiter la quantité d'air admise dans le carburateur à un minimum, afin de fournir un mélange riche aux cylindres. Bais dès qu'une explosion a lieu, une plus grande quantité d'air doit être admise afin d'éviter que le moteur cale par suite de son alimentation par un mélange trop riche.
Quand le moteur s'échauffe, il est désirable d'augmenter progressivement le rapport air-combustible jusqu'à ce que le volet soit complètement ouvert. La présente in- vention fournit un appareil qui fonctionne de la façon décrite ci-dessous, et est représentée sur les dessins annexés à la demande, et sur lesquels:
La Fig. 1 est le plan d'un carburateur et du mécanisme objet de l'invention.
La Fig. 2 est une coupe verticale de ceux-ci.
La Fig. 3 est une vue en détail montrant le thermostat et les organes qui lui sont associés.
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La Fig. 4 est une coupe montrant une modifi- cation.
La Fig. 5 est une coupe montrant une autre modification*
Le carburateur représenté sur les Figs. 1 et 2 est du type inversé et comprend une buse 10 com- muniquant avec une chambre de carburation 12 qui est reliée à la tubulure d'admission 14 du moteur. Un papillon des gaz (non figuré) est monté dans la chambre de carburation et est commandé par un dispositif con- venable quelconque indiqué dans son ensemble par la référence 16. Le conduit d'air est muni d'un volet 18 qui porte un axe 20 monté pivotant à l'intérieur de la buse. Le volet 18 n'est pas en équilibre car l'axe 20 est placé à une certaine distance de l'axe de symétrie de la buse, en sorte que la différence de pression de l'air sur les deux faces du volet tend à l'ouvrir vers l'intérieur.
L'obturateur est également muni d'un clapet cylindrique 29 de construction connue destiné à s'ouvrir sous la pression d'air pour admettre une quantité d'air déterminée quand le volet est complète- ment fermé. L'on comprend aisément que le clapet puisse être supprimé si on le désire et le carburateur puisse être du type droit ou de tout autre type.
Un bras 24 est fixé à l'axe 20 et est arti- culé sur une tige 26 reliée au dispositif de contrôle du volet qui va être décrit.
Un boîtier 28 est monté sur la. tuyauterie d'admission près du carburateur par des écrous 29, et un cylindre 30 ménagé à l'intérieur dudit boîtier communique avec la tubulure 14 par l'intermédiaire d'une
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soupape ayant un organe mobile 32 et un orifice 34.
Quand le moteur ne marche pas, l'organe 32 est maintenu à sa position haute par un ressort 36, mais lorsque des explosions commencent à se produire au moteur, l'organe 32 se déplace,par suite de l'aspiration,vers la position représentée sur la Fig. 2, le déplacement vers le bas étant limité par une douille crénelée 38 ménagée à la périphérie d'un bouchon 40. S'il se produit une explo- sion à l'intérieur du conduit d'admission, l'organe 32 vient occuper sa position la plus élevée, ce qui évite que l'appareil ne s'encrasse par les produits de com- bustion.
Un pisbn 42 est monté glissant dans le cylindre 30; il est maintenu normalement à sa position supérieure par un ressort 44. Une.tige 46, reliée au piston'par un joint à rotule, s'articule à son autre extrémité sur un levier 48 qui, à son tour, est monté pivotant sur la paroi du bottier 38.'.Une extrémité du levier 48 porte en 50 un arrondi dont le rôle sera décrit ulté- rieurement. Un bouchon fileté 52 vissé dans le bottier permet le montage et le démontage du piston 42 et porte un téton 53 qui sert de butée limitant le mouvement du levier 48.
Le bottier 28 est muni d'un prolongement 54 dans lequel tourillonne un arbre transversal 56. L'ex- trémité extérieure du prolongement 54 porte une coupelle 58 dont la face ouverte est adjacente à la tubulure d'échappement 60 ou à une partie convenable quelconque du moteur soumise à des variations de température. On peut faire tourner la coupelle 58 de façon à faire varier sa position par rapport au prolongement 54 et
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la bloquer ensuite dans la position voulue au moyen d'une vis 61.
Un élément bimétallique spiral 62 a son ex- trémité supérieure fixée,au moyen d'une soudure par exemple à l'arbre 56, alors que son extrémité extérieure 33 forme un crochet 63 qui engage un doigt 64 fixé à la coupelle 58. L'élément 62 est construit de telle façon qu'il tend à se dérouler lorsqu'il s'échauffe et qu'il occupe à froid la position représentée en traits pleins sur la Fig. 3, dans laquelle il exerce sur l'ar- bre 56 un couple dans le sens des aiguilles d'une montre et une action de haut en bas sur le doigt 64. Lorsque la température s'élève, ce couple tend vers zéro et aux températures extrêmement hautes, L'extrémité 63 se dégage du doigt 64 et vient occuper la position re- présentée en pointillé sur la Fig. 3.
L'élément 62 est donc soumis à un léger effort de flexion quand il est froid, tandis qu'aux températures élevées, il n'est soumis à aucune flexion.
L'autre extrémité de l'arbre 56 porte un bras 66 qui est articulé sur la tige 26. Un bras 68 est également fixé à l'arbre 56 à l'intérieur du boîtier; il s'articule à son autre extrémité sur une tige 70 montée de même sur un levier 72 par l'intermédiaire de l'axe 71. L'extrémité supérieure du levier 72 est montée pivotante en 74 sur la paroi du boîtier. Les leviers 70 et 72 constituent ainsi un mécanisme à arc boutement et à déclic et, lorsque le bras 68 se déplace vers le haut sous l'action de la pression d'air s'exer- çant sur le volet 18, ils peuvent se déplacer vers la
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position indiquée en pointillé sur la Fig. 2.
Quand on laisse le bras 68 libre de se déplacer vers le bas, les leviers 70 et 72, par suite de leurs positions rela- tives, se déplacent sous l'effet de la pesanteur et sous l'action de l'élément 62, et tendent à prendre une position pour laquelle ils sont presque dans le prolon- gement l'un de l'autre, ce mouvement étant limité par une butée réglable 74 placée au voisinage de l'axe 71. Quand le mécanisme à déclic occupe cette position, l'effort exercé 'par le bras 68 sous l'effet des pressions déve- loppées pendant l'entrainement du moteur à démarrer ne peut l'écarter de cette position, puisque les leviers sont si près de leur position d'anboutement que le frottement des parties ne.peut être vaincu par la force relativement faible due à l'aspiration développée pen- dant l'entraînement.
Au cours du fonctionnement, et -supposant'que l'on entraîne le moteur froid, les éléments sont dans la position représentée sur les Figs. 1, 2 et 3, le volet étant maintenu à la fermeture complète par le mécanisme à déclic qui empêche l'arbre 56 de tourner, malgré la pression de l'air qui tend à ouvrir ledit volet. La dépression développée dans la tuyauterie par l'entraînement est insuffisante pour actionner le piston 42 et l'air n'entre dans le carburateur que par le clapet cylindrique 22.
Cependant, quand une explosion se produit dans les cylindres, l'aspiration dans la tuyauterie augmente et attire le piston 42 vers le bas, dominant l'action du
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ressort antagoniste 44, en sorte que l'extrémité 50 du levier 48 déplace l'axe 71 vers la droite bien au delà du point mort et l'arbre 56 peut tourner. Le volet s'ouvre alors sous l'influence de la différence des pressions exercées sur ses deux faces. La seule force retardatrice agissant sur lui est alors celle de l'élément thermostatique 62 qui, tant qu'il est froid, exerce sur l'arbre 56 un couple tendant à fermer le volet. Celui-ci est alors maintenu dans une position intermédiaire sous l'action résultante des efforts dus à l'aspiration qui tend à l'ouvrir et des efforts dus au thermostat qui tendent à le fermer.
Cet état de choses subsiste jusqu'à ce que la tubulure d'échappement 60 s'échauffe; la température de l'élément 62 s'élève alors graduellement : l'élément tend à se dérouler et à exercer un couple d'une valeur décroissante sur l'arbre 56 jusqu'à ce que, le moteur s'étant complètement échauffé, l'extrémité 63 de l'élé- ment 62 vienne occuper la position indiquée en pointillé sur la Fig. 3; le thermostat n'a alors plus aucune action sur le jeu du volet, qui reste complètement ouvert tant que le moteur fonctionne.
Si on le désire, les moyens habituels de manoeuvre à la main de l'obturateur peuvent être montés sur celui-ci, une telle construction, comme représentée sur la Fig. 1, comprenant un bras 76 fixé à l'arbre 20 par une liaison du type roue à rochet s'articulant sur un levier 78, dont une extrémité se trouve à la portée du conducteur.
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Quand le moteur s'arrête, le piston 42 prend sa position haute et l'élément thermostatique revient progressivement à sa forme initiale quand le moteur se refroidit; les tiges du mécanisme à déclic sont amenées dans la position représentée sur la Fig. 2 par le thermostat et sous l'action de la pesanteur, et le dispositif est alors en position pour le prochain démarrage.
Dans la modification représentée sur la Fig. 4, le volet 80 est monté dans le conduit d'air de la façon habituelle et est fixé à un axe 82'qui porte un levier de commande 84. Un mécanisme à déclic, comprenant les tiges 86 et 88, est relié respectivement au bras 84 et à un axe 90 monté sur la paroi de la buse. Une butée 92, portée par cette paroi, fait saillie et est disposée de façon à empêcher les leviers 86 et 88 de se déplacer vers le bas et de se placer complètement dans le pro- longement l'un de l'autre tout en leur permettant d'en occuper des positions très voisines.
Un léger ressort 94 est relié à l'extrémité externe du bras' 84 de façon à amener le volet dans la position de fermeture; un second ressort 96, relié à la tige 88, tend à placer les leviers dans le prolongement l'un de l'autre, l'au- tre extrémité du ressort étant reliée à un élément con- venable du carburateur, tel que le bras 98 de la pompe.
Un thermostat 100 peut être relié à l'arbre 82 de façon à agir de la même manière que l'organe thermostatique décrit en se référant aux Figs. 1, 2 et 3.
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La modification représentée sur la Fig. 5 est basée sur le même principe que celles représentées sur les Figs. 1 et 2, mais avec certaines différences dans la réalisation,qui vont être décrites. Le boîtier du dispositif de commande du volet est constitué par une embase 90 fixée par des vis à la tuyauterie d'admission et par un couvercle mobile 92 assujetti à l'embase. Un levier coudé 94 est claveté sur l'arbre 56 et son bras inférieur 96 est disposé de façon à venir porter contre une butée réglable constituée par une vis 98 portée par un bossage 100 venu de fonderie avec l'embase et fraisé, comme indiqué en 101, pour permettre le mouve- ment de rotation vers l'extérieur du bras supérieur du levier 94. Un ressort de freinage 102 empêche toute rotation intempestive de la vis 98.
Le levier 94. s'ar- ticule en 104 sur un levier 106, qui vient à son tour' s'articuler sur un bras 108 fixé à un arbre 110. L'arbre
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L'arbre 110 tourillonne dans des paliers 112 venus de fonderie avec l'embase et porte un levier 114 semblable au levier 48 de la figure 2 et qui pivote sur lui.
Le levier 114 est constitué de telle sorte que le piston 42 se déplaçant, il agit sur les leviers 106 et 94 pour leur faire quitter la.position voisine de celle pour laquelle a lieu l'alignement. Un bras 116 est fixé à l'arbre 110 et relié à la tige 26 de la même façon que le bras 68 des Figs. 1 et 2.
Bien que l'invention ait été décrite en se référant à des réalisations particulières, il est bien entendu que, sans sortir de son domaine, ces réalisations peuvent être modifiées de différentes façons.
On peut, par exemple, supprimer le thermostat ; le bottier 28 peut être monté de façon différente dans une position convenable et relié par un conduit à la tuyauterie ; l'obturateur peut être tubulaire au lieu d'être plan et l'alignement et les proportions des par- ties peuvent être modifiés si on le désire.