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Priorité d'un brevet déposé en FRANCE le 10 AVRIL 1934, au nom de Mr. Victor EHMIG, dont le sieur susdit est l'ayantdroit.
La présente invention a pour objet des perfectionnements apportés aux moteurs thermiques particulièrement destinés aux voitures automobiles et avions, en vue d'améliorer leur rendement thermique, leur refroidissement et leurs reprises ainsi que de faciliter leur démarrage.
Pour obtenir la souplesse et une puissance conve. nable par rapport au poids et pour réduire au minimum les pertes de la chaleur qui, en traversant les parois des cylindres, est dissipée dans l'air ambiant ou dans l'eau de refroidissement, les moteurs thermiques doivent tourner le plus vite possible, ce qui facilite en même temps les reprises.
Un bon rendement thermique d'un moteur peut être obtenu par un mélange explosif parfaitement carburé et
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par un taux de compression élevé assurant une Inflammation et une combustion rapides et la plus complète possible en réduisant au minimum les pertes de gaz à l'échappement.
Toutefois, la valeur réelle du taux de compression dépend essentiellement de la charge des cylindres en gaz frais, laquelle devient pratiquement incomplète aux grandes allures, ce qui entraine une diminution de la puissance tout en augmentant inutilement la consommation, le mélange explosif devenant trop riche et trop lourd pour acquérir convenablement la vitesse nécessaire aux différentes allures pour assurer une alimentation uniforme et complète des différents cylindres, ce qui, d'une part, provoque des vibrations et augmente, d'autre part, la température du moteur parce que la combustion est trop lente.. L'évacuation des gaz brûlés et le graissage deviennent ainsi défectueux, ce qui diminue sensiblement le bon fonctionnement et la durée du moteur.
Ces inconvénients sont encore agravés par les tourbillons qui se forment derrière le clapet de gaz du carburateur en contribuant également aux vibrations et au freinage du mélange gazeux.
Il est donc utile de transformer ce mélange gazeux trop lourd en gaz le plus léger possible, de supprimer l'action nuisible des tourbillons et d'augmenter la vitesse d'écoulement des gaz vers les cylindres tout en assurant la quantité d'oxygène nécessaire au bon remplissage de la cylindrée dans toutes les allures, afin d'obtenir une alimentation uniforme et une charge la plus complète possible de tous les cylindres, d'un mélange explosif bien proportionné et parfaitement vaporisé, ce qui est le but visé par la présente invention.
Celle-ci sera mieux comprise à l'aide de la
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description complémentaire faite ci-après en référence aux dessins annexés, lesquels montrent à titre d'exemple et schématiquement l'objetde l'invention.
La fig.l représente partie en coupe, partie en élévation, une vue de la tubulure d'admission et d'échappement d'un moteur thermique à carburateur vertical et elle montre aussi les dispositifs de diffusion du mélange gazeux et d'épuration de l'air admis.
La fig.2 estkune variante de réalisation d'un diffuseur et d'une prise d'air secondaire automatique suivant l'invention, disposés entre la carburateur en position inversée et la tubulure d'admission.
La fig.3 montre une autre variante de réalisation du diffuseur avec un carburateur en position horizontale
Comme le montre la figure 1, le mélange gazeux a, plus ou moins bien pulvérisé à la sortie du carburateur 1, se transforme derrière le clapet 2, en tourbillons b et perd ainsi de sa vitesse d'écoulement vers les cylindres, ce qui diminue la charge de ceux-ei aux extrémités du moteur, d'où résultent des vibrations et une mauvaise utilisation de la cy. lindrée totale du moteur.
Pour obvier à ces inconvénients et afin d'amélio. rer le rendement thermique et le refroidissement du moteur suivant l'idée fondamentale de l'invention, le mélange gazeux a provenant du carburateur 1 entre dans le diffuseur 3, lequel est pourvu de trous 4 percés obliquement et à un angle différent par rapport à celui de la partie conique du diffuseur 3, de manière que les extrémités de chaque trou soient élargies et forment venturis, semblables à la buse 5 du carburateur.
Le diffuseur 3 est, d'autre part, pourvu d'un réchauffeur 6 relié au tuyau d'échappement 6a. Ce réchauffeur peut être une tige pleine d'une matière quelconque et,
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dans ce cas, il agit par conductibilité en transmettant la chaleur du tuyau d'échappement au diffuseur, mais il peut aussi être en forme dé tube chauffé par les gaz d'échappement.
Cette disposition est nécessaire afin de vaincre le froid trop considérable provoqué par la dépression qui règne dans les multiples trous venturis 4 et qui est produit par le courant d'air secondaire c, sortant de l'étranglement 8, en s'écoulant, à une grande vitesse, sur le diffuseur 3 qui, de son coté, forme venturi 9 avec la tubulure d'admission 10.
On constatera que ce dispositif se distingue fondamentalement par rapport aux autres dispositifs de prise d'air additionnel connus qui tous présentent le grave inconvé. nient de troubler la carburation et d'empêcher parfois le démarrage du moteur.
Le dispositif faisant l'objet de la présente invention n'a pas ces inconvénients, bien au contraire, étant donné que le courant d'air secondaire A aspire le mélange gazeux encore mal carburé et trop lourd, à travers les multiples trous 4 en forme de venturi, et provoque une atemisation complémentaire des particules de combustible qui se mélangent intimement avec l'air secondaire ,!, pour constituer un gaz léger d, tout en supprimant les tourbillons qui, jusqu'alors, freinaient l'écoulement du mélange explosif vers les cylindres.
Afin d'assurer le volume d'oxygène convenable à tous les régimes d'utilisation du moteur et quelle que soit 1 densité de l'air atmosphérique, laquelle peut être très varia ble d'une heure à l'autre et suivant l'altitude, la prise d'air secondaire doit fonctionner automatiquement de manière qu'après un réglage judicieux, le moteur prenne automatiquement son poids en air frais, nécessaire à la bonne carburation et au maintien du taux de compression.
L'air admis au moteur, plus ou moins chargé de
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poussières, doit être débarrassé des particules solides qui sont susceptibles de boucher les trous 4 du diffuseur 3 ou d'empêcher la fermeture de la prise d'air secondaire, ce qui calerait le moteur quand le clapet des gaz se referme pour la marche au ralenti.
Peur obvier à ces inconvénients et tout en évitant un freinage de l'air admis, des épurateurs 15 et 15a, en forme de goutte et remplis d'une matière visqueuse 16, sont placés derrière les étranglements 17 des prises d'air secondaire 7.
Par la grande vitesse du courant d'air sortant des étranglements 17 en contournant le corps gouttiforme 15, il se forme une zone de dépression devant l'extrémité bombée 18 à travers laquelle passent les particules solides 19 poussées par leur force d'inertie supérieure à celle de l'air, et s'enfoncent dans la matière poreuse 16 où elles se fixent à demeure.
Le passage d'air 20 autour des épurateurs 15 est établi de manière qu'il n'y ait pas de freinage nuisible, ce qui est facilité par leur profil même qui favorise l'écoulement du courant d'air.
L'épurateur 15a de la prise d'air additionnel 7 qui est fixé sur sa tige 35, fait office de régulateur automatique en modifiant le passage 20 du courant d'air additionnel suivant son déplacement au fur et à mesure que la dépression dans la tubulure d'admission 9 augmente ou diminue.
Pendant la marche au ralenti, quand la dépression dans la tubulure d'admission est la plus forte, le bouchon 21 s'approche de l'étranglement 17 jusqu'à sa fermeture complète et ne recule qu'au fur et à mesure que la dépression dans la tubulure d'admission décroît lorsqu'on ouvre le clapet de gaz 2, après quoi le volume d'air convenable pour une bonne carburation et le remplissage de la cylindrée, sera
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réglé par l'intervention de l'épurateur 15a, dont le déplacement est déterminé par la tension du ressort 22K La. figure 2 montre une variante de réalisation de l'invention dans le cas où le carburateur se trouverait en position inversée par rapport à la position représentée dans la figure 1, et qui, d'ailleurs,
pourrait également être appliquée à toute autre disposition du carburateur eu de la tubulure d'admission.
La soupape 12 disposée entre l'épurateur d'air 13 et le diffuseur 14 est commandée par les ressorts 23 et 24 de manière que le levier 25 du clapet de gaz du carburateur inversé 26 vienne s'appuyer contre le ressort 23 afin de soutenir le ressort 24 pendant la marche @u ralenti du meteur, ce qui permet de régler convenablement le ressort 24 pour assurer le bon fonctionnement de la soupape 12 au fur et à mesure que la tige 27 recule quand le pilote actionne l'accélérateur 28.
Le réchauffage est ici assuré par une circulation de gaz d'échappement ou par de l'eau chaude, autour du diffuseur, par une canalisation 11 ou 11a, fig.3, qui représente une autre variante de réalisation du diffuseur appliqué, à titre d'exemple, à un carburateur à position horizontale. Dans ce cas, le diffuseur 29 censtitue en soi un venturi et le mélange gazeux f, provenant du carburateur 30, circule autour du diffuseur 29, tandis que l'air secondaire g, arrivant par le tube 31, s'unifie, à l'intérieur du diffuseur, au mélange gazeux aspiré à travers les trous obliques 32 pour âtre entrainé vers la tubulure d'admission 33.
Il va de soi que le principe de ce diffuseur- évaporisateur pourra aussi être introduit dans la construc- tion même du carburateur ou de la tubulure d'admission du moteur, et que cette invention pourra être appliquée à tous
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détails appropriées, apportées dans la réalisation sans pour cela sortir du cadre de l'invention.
- REVENDICATIONS -
1- Perfectionnements apportés aux moteurs thermiques, caractérisés en ce qu'un dispositif diffuseur supplémentaire pouvant être introduit dans la construction du carburateur ou dans la tubulure d'admission des gaz dans laquelle il forma venturi, est disposé entre celle-ci et ledit carburateur, lequel diffuseur est pourvu d'un réchauffeur et muni de trous ou fentes à travers lesquels est aspiré le mélange gazeux au moyen d'un courant d'air secondaire dans le but d'obtenir un mélange explosif léger, la suppression des tourbillons dans la tubulure d'admission, et d'assurer un remplissage parfait de la cylindrée à tous les régimes d'utilisation du moteur.
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Priority of a patent filed in FRANCE on APRIL 10, 1934, in the name of Mr. Victor EHMIG, of which the aforesaid sieur is the beneficiary.
The present invention relates to improvements made to heat engines particularly intended for motor cars and airplanes, with a view to improving their thermal efficiency, their cooling and their recoveries as well as to facilitate their starting.
To obtain flexibility and a suitable power. nable in relation to weight and to minimize heat loss which, passing through the cylinder walls, is dissipated into the ambient air or into the cooling water, heat engines must run as quickly as possible. which at the same time facilitates the recoveries.
A good thermal efficiency of an engine can be obtained by a perfectly carburized explosive mixture and
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by a high compression ratio ensuring rapid ignition and combustion as complete as possible while reducing exhaust gas losses to a minimum.
However, the actual value of the compression ratio depends essentially on the charge of the cylinders with fresh gas, which becomes practically incomplete at high speeds, which leads to a decrease in power while unnecessarily increasing consumption, the explosive mixture becoming too rich and too heavy to properly acquire the speed necessary for the different speeds to ensure a uniform and complete supply of the different cylinders, which, on the one hand, causes vibrations and, on the other hand, increases the temperature of the engine because combustion is too slow. The evacuation of the burnt gases and the lubrication thus become defective, which appreciably reduces the good functioning and the duration of the engine.
These drawbacks are further aggravated by the vortices which form behind the gas valve of the carburetor, also contributing to the vibrations and the braking of the gas mixture.
It is therefore useful to transform this excessively heavy gas mixture into the lightest gas possible, to suppress the harmful action of the vortices and to increase the speed of flow of the gases towards the cylinders while ensuring the quantity of oxygen necessary for the gas. good filling of the displacement in all speeds, in order to obtain a uniform supply and the most complete possible charge of all the cylinders, with a well-proportioned and perfectly vaporized explosive mixture, which is the aim of the present invention .
This will be better understood using the
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additional description given below with reference to the accompanying drawings, which show schematically the subject of the invention by way of example.
Fig.l shows part in section, partly in elevation, a view of the intake and exhaust manifold of a heat engine with vertical carburetor and it also shows the devices for diffusing the gas mixture and for purifying the gas. air admitted.
Fig.2 estkune variant embodiment of a diffuser and an automatic secondary air intake according to the invention, arranged between the carburetor in the inverted position and the intake manifold.
Fig. 3 shows another variant of the diffuser with a carburetor in horizontal position
As shown in Figure 1, the gas mixture a, more or less well atomized at the outlet of the carburetor 1, turns behind the valve 2, into vortices b and thus loses its flow speed towards the cylinders, which decreases the load of these at the ends of the engine, resulting in vibrations and improper use of the cy. total engine capacity.
To obviate these drawbacks and in order to improve. rer thermal efficiency and engine cooling according to the fundamental idea of the invention, the gas mixture a coming from the carburetor 1 enters the diffuser 3, which is provided with holes 4 drilled obliquely and at a different angle from that of the conical part of the diffuser 3, so that the ends of each hole are widened and form venturis, similar to the nozzle 5 of the carburetor.
The diffuser 3 is, on the other hand, provided with a heater 6 connected to the exhaust pipe 6a. This heater can be a solid rod of any material and,
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in this case it acts by conductivity by transmitting heat from the exhaust pipe to the diffuser, but it can also be in the form of a tube heated by the exhaust gases.
This arrangement is necessary in order to overcome the excessive cold caused by the depression which reigns in the multiple venturi holes 4 and which is produced by the secondary air current c, leaving the constriction 8, flowing at a high speed, on the diffuser 3 which, for its part, forms a venturi 9 with the intake manifold 10.
It will be seen that this device is fundamentally different from other known additional air intake devices which all have serious drawbacks. deny disturbing the carburation and sometimes preventing the engine from starting.
The device which is the object of the present invention does not have these drawbacks, quite the contrary, given that the secondary air stream A sucks the still poorly carburized and too heavy gas mixture, through the multiple holes 4 in the form venturi, and causes a complementary atemization of the fuel particles which mix intimately with the secondary air,!, to constitute a light gas d, while suppressing the vortices which, until then, slowed down the flow of the explosive mixture towards the cylinders.
In order to ensure the adequate volume of oxygen at all operating speeds of the engine and whatever the density of the atmospheric air, which can be very variable from one hour to another and according to the altitude , the secondary air intake must work automatically so that after a judicious adjustment, the engine automatically takes its weight in fresh air, necessary for the good carburation and the maintenance of the compression ratio.
The air admitted to the engine, more or less charged with
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dust, must be cleared of solid particles which are liable to block the holes 4 of diffuser 3 or prevent the secondary air intake from closing, which would stall the engine when the throttle valve closes for idling .
Fearing to overcome these drawbacks and while avoiding a braking of the intake air, scrubbers 15 and 15a, in the form of a drop and filled with a viscous material 16, are placed behind the constrictions 17 of the secondary air intakes 7.
By the high speed of the air current leaving the constrictions 17 bypassing the drop-shaped body 15, a depression zone is formed in front of the convex end 18 through which pass the solid particles 19 pushed by their force of inertia greater than that of air, and sink into the porous material 16 where they are fixed permanently.
The air passage 20 around the scrubbers 15 is established so that there is no harmful braking, which is facilitated by their very profile which favors the flow of the air current.
The purifier 15a of the additional air intake 7 which is fixed on its rod 35, acts as an automatic regulator by modifying the passage 20 of the additional air stream according to its movement as the vacuum in the pipe admission 9 increases or decreases.
During idling, when the depression in the intake manifold is greatest, the plug 21 approaches the throttle 17 until it is completely closed and only recedes as the depression in the intake manifold decreases when the gas valve 2 is opened, after which the volume of air suitable for good carburation and filling the displacement will be
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adjusted by the intervention of the purifier 15a, the displacement of which is determined by the tension of the spring 22K. FIG. 2 shows an alternative embodiment of the invention in the case where the carburetor is in the inverted position with respect to the position shown in Figure 1, and which, moreover,
could also be applied to any other arrangement of the carburetor or the intake manifold.
The valve 12 disposed between the air cleaner 13 and the diffuser 14 is controlled by the springs 23 and 24 so that the lever 25 of the reverse carburetor gas valve 26 comes to rest against the spring 23 in order to support the valve. spring 24 during idling of the meter, which allows the spring 24 to be properly adjusted to ensure the proper functioning of the valve 12 as the rod 27 moves back when the pilot activates the accelerator 28.
The heating is provided here by a circulation of exhaust gas or by hot water, around the diffuser, by a pipe 11 or 11a, fig. 3, which represents another variant embodiment of the applied diffuser, as a 'example, to a horizontal position carburetor. In this case, the diffuser 29 in itself constitutes a venturi and the gas mixture f, coming from the carburetor 30, circulates around the diffuser 29, while the secondary air g, arriving through the tube 31, unites, with the inside the diffuser, to the gas mixture sucked through the oblique holes 32 for hearth drawn towards the intake manifold 33.
It goes without saying that the principle of this diffuser-evaporator could also be introduced into the very construction of the carburetor or the engine's intake manifold, and that this invention could be applied to all.
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appropriate details, provided in the embodiment without departing from the scope of the invention.
- CLAIMS -
1- Improvements made to heat engines, characterized in that an additional diffuser device that can be introduced into the construction of the carburetor or into the gas intake manifold in which it formed a venturi, is placed between the latter and said carburetor, which diffuser is provided with a heater and provided with holes or slits through which the gaseous mixture is sucked by means of a stream of secondary air in order to obtain a light explosive mixture, the suppression of vortices in the tubing intake, and ensure perfect filling of the displacement at all engine speeds.