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Perfectionnements aux carburateurs.
La présente invention concerne un carburateur sant par éjection et applicable aux moteurs à explosion le conduit d'aspiration desquels la vitesse moyenne des est sensiblement constante pendant les courses d'aspirat aux différentes vitesses du moteur et pour une ouverture
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constante du papillon des gaz, ce carburateur comportant, dans le conduit d'aspiration, un papillon ou obturateur qui se déplace perpendiculairement à la direction du courant et qui peut ouvrir complètement ce conduit. Ce car- burateur est particulièrement utilisable sur les moteurs à deux temps du type à trois lumières.
Jusqu'ici il n'a pas été possible de régler ces moteurs de manière qu'ils tournent très vite et par consé- quent on a le plus souvent réglé le gicleur de manière qu'il débite ce combustible en quantité telle que l'on obtienne les meilleurs proportions du mélange air-carburant c'est-à- dire la meilleure condition de marche, lorsque le papillon des gaz est à moitié ouvert.
Pour des ouvertures du papillon qui sont plus grandes ou plus petites que cette demie-ouverture, corres- pond une proportion du mélange air-carburant qui devient si mauvaise qu'il est impossible d'obtenir une marche régu- lière du moteur; lorsque le papillon étrangle l'ouverture ou lorsque le conduit est seulement ouvert au trois quarts, le moteur a souvent tendance de s'arrêter.
On a déjà tente - de résoudre ce problème en utili- sant un gicleur placé dans un intervalle limité d'un côté par l'ouverture contrôlée par le papillon et de l'autre côté par la zone à partir de laquelle les filets d'air commencent à changer de direction lorsque le papillon étrangle le conduit. En d'autres termes on a placé le gicleur dans un cône d'air. Cependant ceci ne donne pas une solution satisfaisante du problème puisque si le papil- lon est prévu pour ouvrir complètement le conduit d'aspira- tion, le gicleur sera déjà, pour une ouverture presque com-
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plète de ce papillon, situé en avant de la zone dans laqu les filets d'air commencent à changer de direction. Par conséquent le cône d'air n'aura aucune influence sur le débit en combustible du gicleur.
La présente invention perment cependant de résou le problème d'une façon satisfaisante en ce sens que tous les facteurs qui ont une influence sur la carburation ont été établis et compensés séparément les uns par rappo: aux autres. Ainsi conformément à l'invention le gicleur du carburateur est disposé de manière, fournir une quantité de combustible telle et est réglé pour une section de passage du combustible telle que pour une ouve@ ture complète du papillon on obtienne des proprotions de mélange qui donne la meilleure condition de marche.
En outre le gicleur débouche, d'une manière connue soit à une distance du pa-pillon qui ne doit pas dépasser le diamètre total de l'ouverture, mesuré dans le plan du déplacement de ce papillon, c'est-à-dire de manière que pour une ouverture correspondant à la moitié, de préférenc au quart de la section du conduit, on obtienne un mélange donnant approximativement le rendement thermique le plus élevé. Enfin le diamètre du conduit d'aspiration est déter miné, par rapport au volume du cylindre, de manière que la dépression atteigne une valeur qui, également pour une ou- verture presque complète du papillon, produise un mélange combustible inflammable, la zone de déviation des filets d'air.étant, si on le désire située entre le gicleur et le papillon.
Dans un tel carburateur, pour une ouverture du papillon comprise entre une ouverture presque complète et la fermeture totale on obtient un mélange dont la pro-
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portion air-carburant est sensiblement comprise entre les proportions du mélange qui donnent le plus grand rende- ment thermique et la meilleure condition de marche respec- tivement.
La description qui va suivre en regard du dessin annexé donné à titre d'exemple fera bien comprendre de quel- le manière l'invention peut être réalisée.
Les figures 1 et 2 montrent schématiquement le montage du gicleur à combustible et du papillon dans la conduite d'admission des vieux' carburateurs agissant par éjection et pourvus d'un papillon des gaz qui se déplace à l'encontre de la direction du courant, ces carburateurs étant utilisés avec des moteurs qui ont une vitesse des gaz sensiblement constante pendant la course d'aspiration par exemple dans les moteurs à deux temps du type à trois lumières.
Les figures 3 et 4 montrent également d'une façon schématique un mode de réalisation d'un carburateur con- forme à l'invention, le papillon des gaz étant représenté dans deux positions différentes.
La figure 5 est une coupe longitudinale d'une forme d'exécution pratique du carburateur qui fait l'objet de l'invention.
La figure 6 représente un diagramme d'essais de ces carburateurs.
Sur les figures 1 à 4 du dessin on a représenté un conduit d'aspiration 1 pourvu d'un papillon des gaz 2 et d'un gicleur 3 pour le combustible. Dans les modes de réalisation connus des figures 1 et 2 le gicleur, ainsi qu'il a déjà été mentionné, est réglé de manière à débi-
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ter une quantité de combustible telle que l'on obtienne les proportions optima de mélange lorsque le papillon des gaz est dans la position représentée sur le dessin, c'est-à-dire à moitié ouvert. Toutefois la vitesse du courant au passage du papillon reste la même pour diffé- rentes ouvertures puisque on s'est arrangé de manière que la dépression moyenne en arrière de l'ouverture du papille soit constante pendant la course d'aspiration. Les filets d'air changent cependant de direction suivant la position occupée par le papillon.
Ainsi les filets d'air deviennent parallèles lorsque le papillon est complètement ouvert mis ils sont déviés devant l'ouverture de passage laissé par ce papillon, lorsque cette ouverture est étranglée.
L'effet d'éjection est naturellement modifié en concordanc avec cette déviation.
La. distance qui sépare le papillon de la zone dans laquelle les filets d'air changent de direction, dépend de la vitesse d'aspiration laquelle est pr'opor- tionnelle à la section d'ouverture du papillon alors que l'effet d'éjection est proportionnel au carré de la vitesse. La quantité d'air aspirée est naturellement pro- portionnelle à la section d'ouverture du papillon des gaz.
Si le gicleur est, comme dans le dispositif qui fait l'obj de la. présente invention, réglé de manière à débiter une quantité de combustible telle qu'à une ouverture complète du papillon des gaz corresponde une proportion de mélange donnant la meilleure condition de marche, ce gicleur doit pouvoir être déplacé dans l'intervalle dans lequel a lieu la déviation des filets d'air lorsque l'on étrangle l'ori- fice de passage du papillon, afin de donner exactement la
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même proportion du mélange air-carburant pour une ouverture réduite de ce papillon.
Dans le mode de réalisation représenté sur les figures 3 et 4, le gicleur 3 est, de même que dans le carbu- rateur de la figure 2, situé en avant du papillon 2 mais à une distance telle que pour une ouverture inférieure à la moitié de la section de préférence fermée aux trois quarts, l'effet d'éjection donne une proportion de mélan- ge restant entre les limites qui donnent le plus grand rendement thermique et la meilleure condition de marche.
La condition à réaliser consiste dans le fait que le gicleur est réglé de manière à débiter la quantité de com- bustible qui, pour une ouverture complète du papillon, donne une proportion du mélange air-carburant permettant d'obtenir la. meilleure condition de marche. Puisque dans la catégorie de moteurs en question, ainsi qu'il a déjà été indiqué, il n'est pas possible de monter le gicleur de manière à obtenir un mélange qui, pour toutes les ouver- tures différentes du papillon et toutes les vitesses dif- férentes respectivement, donne le plus grand rendement thermique, il est évidemment avantageux d'obtenir une proportion de mélange qui demeure aussi près que possible de ce rendement.
Ceci peut être également obtenu par le dispositif, objet de l'invention, dans lequel le gicleur débouche dans l'intervalle qui est indiqué par a et qui est limité d'un côté, par l'ouverture commandé par le papillon et, de l'autre coté, par la zone dans laquelle les filets d'air commencent à changer de direction lorsque le papil- lon a été à moitié fermé, ce gicleur se trouvant à une
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distance de l'ouverture, qui ne doit pas dépasser le diamètre de cette ouverture. Sur les figures 3 et 4 le trajet des filets d'air est représenté à 13/16 et 1/4 d verture du papillon respectivement.
Les essais pratiques que l'on a réaliséont montré que pour une vitesse de gaz d'environ 90 mètres par seconde on obtient une valeur moyenne convenable si gicleur est monté conformément aurmode de réalisation r présenté sur les figures 3 et 4 et dans lequel le gicle 3 débouche à une distance de l'ouverture commandée par papillon, égale à la moitié du diamètre de cette ouver- ture. Le mode de réalisation pratique du carburateur ut lisé pour les essais est représenté en coupe longitudin. sur la. figure 5.
Au cours des essais des carburateurs d' type représenté sur les figures 1 et 2 ont été comparés l'un à l'autre de sorte que les gicleurs de ces carbura, teurs de même que celui du carburateur qui fait l'objet de l'invention éta,ient réglés de manière à débiter une quantité de combustible qui, pour l'ouverture complète @ papillon des gaz, donnait une proportion du mélange a.ir carburant permettant d'obtenir la meilleure condition dE marche;
mais en outre le diamètre du conduit d'aspirati( dans le carburateur de la figure 5 était conformément à l'invention, réglé par rapport au volume du cylindre de manière que la dépression atteigne une valeur qui, ég@ lement pour l'ouverture presque complète du papillon, produise un mélange combustible inflammable, la zone de déviation des filets d'air se trouvant entre la tuyère e le papillon comme il est représenté sur la figure 3.
Le résultat des essais comparatifs est claire
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ment indiqué sur le diagramme de la figure 6. On a porté en ordonné, sur l'axe A-B, les pourcentages en poids de l'es- sence mélangée à l'air et en abscisses, sur l'axe B-C, les différentes ouvertures du papillon des gaz. La ligne cor- respondant à la meilleure condition de marche est indiquée par G-E et la ligne correpondant au plus grand rendement thermique est représenté par T-E. En outre, sur le diagram- me, les lignes U-E et L-E représentent respectivement les limites d'explosion supérieure et inférieure et les lignes M-w et M-m représentent respectivement le mélange le plus pauvre qui peut s'allumer sans rater et le mélange le plus riche qui peut s'allumer.
Au cours des essais on a obtenu pour le carbura- teur de la figure 1 une proportion de mélange représentée par la ligne 1 et pour le carburateur de la figure 2 une proportion de mélange représentée par la ligne 1 et pour le carburateur de la figure 2 une proportion de mélange repré- sentée par la liàne II. Pour le carburateur qui fait l'objet de la présente invention on a obtenu la courbe III.
Comme il ressort nettement du diagramme, les limites d'explosion supérieure et inférieure respectivement sont passées,dans les essais réalisés avec les carburateurs des figures 1 et 2, déjà pour une demi-ouverture des papillons des gaz tan- dis que dans les essais réalisés avec le carburateur qui fait l'objet de la présente invention, la limite d'explo- sion inférieure n'est pas passé jusqu'au voisinage pres- que immédiat de la fermeture complète de l'orifice d'aspi- ration;
pour une demi-ouverture de cet orifice on obtient la plus grande efficacité thermique et ensuite lorsque l'on étrangle da.vantage l'ouverture la condition de marche s'amé-
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liore pour rester entre la meilleure condition de marche et le plus grand rendement thermique pour une ouverture de l'orifice d'aspira,tion égale au quart de la section.
Seulement à 1/8 d'ouverture de cet orifice la courbe décroît rapidement et passe au-dessous de la ligne corre pondant au mélange le plus pauvre qui puisse être enflam
Ainsi avec le carburateur qui fait l'objet de l'invention il est possible de contrôler pratiquement la totalité des vitesses comprises entre celles qui corres- pondent respectivement à une ouverture presque totale et une fermeture presque totale du papillon des gaz.
Il est évident que des modifications de détail vent être apportées au carburateur qui vient d'être décr sans pour cela sortir du cadre de la présente invention.
Ainsi le gicleur peut être monté de façon réglable sur 1 distance indiquée par a sur les figures 2 à 4 du dessin.
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Improvements to carburettors.
The present invention relates to a healthy ejection carburetor and applicable to internal combustion engines the suction duct of which the average speed is substantially constant during the suction strokes at different engine speeds and for an opening.
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constant throttle valve, this carburetor comprising, in the suction duct, a throttle or shutter which moves perpendicular to the direction of the current and which can completely open this duct. This carburettor is particularly suitable for two-stroke engines of the three-lumen type.
Hitherto it has not been possible to adjust these engines so that they run very quickly and consequently the nozzle has most often been adjusted so that it delivers this fuel in such quantity that one obtain the best proportions of the air-fuel mixture, that is to say the best operating condition, when the throttle valve is half open.
For throttle openings which are larger or smaller than this half-opening, corresponds a proportion of the air-fuel mixture which becomes so bad that it is impossible to obtain a smooth running of the engine; when the throttle throttles the opening or when the duct is only three quarters open, the engine often tends to stop.
Attempts have already been made to solve this problem by using a nozzle placed in a limited space on one side by the opening controlled by the butterfly valve and on the other side by the area from which the air streams. start to change direction when the throttle throttles the duct. In other words, the nozzle was placed in an air cone. However, this does not give a satisfactory solution of the problem since if the butterfly is intended to fully open the suction duct, the nozzle will already be, for an almost complete opening.
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plete of this butterfly, located in front of the area in which the air streams begin to change direction. Therefore the air cone will have no influence on the fuel flow from the nozzle.
The present invention, however, enables the problem to be solved in a satisfactory manner in that all the factors which have an influence on the carburization have been established and compensated separately from each other. Thus, in accordance with the invention, the carburetor nozzle is arranged so as to provide such a quantity of fuel and is adjusted for a fuel passage section such that for a complete opening of the throttle, mixing properties are obtained which gives the better running condition.
In addition, the nozzle opens out, in a known manner, either at a distance from the pillon which must not exceed the total diameter of the opening, measured in the plane of the displacement of this butterfly, that is to say from so that for an opening corresponding to half, preferably to a quarter of the section of the duct, a mixture is obtained which gives approximately the highest thermal efficiency. Finally, the diameter of the suction duct is determined, relative to the volume of the cylinder, so that the vacuum reaches a value which, also for an almost complete opening of the butterfly valve, produces a flammable combustible mixture, the deflection zone air streams being, if desired, located between the nozzle and the butterfly.
In such a carburetor, for an opening of the throttle comprised between an almost complete opening and total closing, a mixture is obtained whose pro-
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air-fuel portion is substantially between the proportions of the mixture which give the greatest thermal efficiency and the best operating condition, respectively.
The description which will follow with regard to the appended drawing, given by way of example, will make it clear how the invention can be implemented.
Figures 1 and 2 show schematically the mounting of the fuel nozzle and the throttle valve in the intake line of old carburettors acting by ejection and provided with a throttle valve which moves against the direction of the current, these carburettors being used with engines which have a substantially constant gas speed during the suction stroke, for example in two-stroke engines of the three-lumen type.
Figures 3 and 4 also show schematically an embodiment of a carburetor according to the invention, the throttle valve being shown in two different positions.
FIG. 5 is a longitudinal section of a practical embodiment of the carburetor which is the subject of the invention.
FIG. 6 represents a test diagram of these carburettors.
In Figures 1 to 4 of the drawing there is shown a suction duct 1 provided with a throttle valve 2 and a nozzle 3 for the fuel. In the known embodiments of Figures 1 and 2, the nozzle, as has already been mentioned, is adjusted so as to flow
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ter an amount of fuel such that the optimum mixing proportions are obtained when the throttle valve is in the position shown in the drawing, that is to say half open. However, the speed of the current at the passage of the butterfly remains the same for different openings since it has been arranged so that the average depression behind the opening of the papilla is constant during the suction stroke. However, the air streams change direction depending on the position occupied by the throttle.
Thus the air streams become parallel when the throttle is completely open and they are deflected in front of the passage opening left by this throttle, when this opening is constricted.
The ejection effect is naturally modified in accordance with this deviation.
The distance which separates the throttle from the area in which the air streams change direction depends on the suction speed which is proportional to the opening section of the throttle while the effect of ejection is proportional to the square of the speed. The quantity of air sucked in is naturally proportional to the opening section of the throttle valve.
If the nozzle is, as in the device which is the subject of the. present invention, adjusted so as to deliver a quantity of fuel such that a complete opening of the throttle valve corresponds to a proportion of mixture giving the best operating condition, this nozzle must be able to be moved in the interval in which the deflection of the air streams when the throttle passage opening is throttled, in order to give exactly the
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same proportion of the air-fuel mixture for a reduced opening of this throttle.
In the embodiment shown in Figures 3 and 4, the nozzle 3 is, as in the carburetor of Figure 2, located in front of the throttle 2 but at a distance such that for an opening less than half. of the section preferably closed to three quarters, the ejection effect gives a proportion of mixture remaining between the limits which give the greatest thermal efficiency and the best operating condition.
The condition to be achieved consists in the fact that the nozzle is adjusted so as to deliver the quantity of fuel which, for a complete opening of the throttle, gives a proportion of the air-fuel mixture making it possible to obtain the. better running condition. Since in the category of engines in question, as has already been indicated, it is not possible to mount the nozzle so as to obtain a mixture which, for all the different openings of the throttle and all the speeds dif - ferentes respectively, gives the greatest thermal efficiency, it is obviously advantageous to obtain a mixing proportion which remains as close as possible to this efficiency.
This can also be obtained by the device, object of the invention, in which the nozzle opens into the gap which is indicated by a and which is limited on one side, by the opening controlled by the butterfly and, on the other hand. 'on the other side, by the zone in which the air streams begin to change direction when the butterfly has been half closed, this nozzle being at a
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distance from the opening, which must not exceed the diameter of this opening. In Figures 3 and 4 the path of the air streams is shown at 13/16 and 1/4 d verture of the butterfly respectively.
The practical tests which have been carried out have shown that for a gas velocity of about 90 meters per second, a suitable average value is obtained if the nozzle is mounted in accordance with the embodiment r shown in Figures 3 and 4 and in which the nozzle 3 opens at a distance from the opening controlled by a butterfly valve, equal to half the diameter of this opening. The practical embodiment of the carburetor used for the tests is shown in longitudinal section. on the. figure 5.
During the tests the carburetors of the type shown in Figures 1 and 2 were compared to each other so that the jets of these carburettors, as well as that of the carburetor which is the subject of the The invention was set so as to deliver a quantity of fuel which, for full opening @ throttle valve, gave a proportion of the fuel air mixture allowing the best operating condition to be obtained;
but in addition the diameter of the suction duct (in the carburetor of FIG. 5 was according to the invention, adjusted with respect to the volume of the cylinder so that the vacuum reaches a value which, also for the opening almost complete with the throttle, produces a flammable combustible mixture, the deflection zone of the air streams being between the nozzle and the throttle as shown in figure 3.
The result of the comparative tests is clear
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indicated on the diagram of figure 6. We plotted on the ordinate, on the axis AB, the percentages by weight of gasoline mixed with air and on the abscissa, on the axis BC, the various openings throttle valve. The line corresponding to the best operating condition is indicated by G-E and the line corresponding to the greatest thermal efficiency is represented by T-E. In addition, in the diagram, the lines UE and LE represent the upper and lower explosion limits respectively and the lines Mw and Mm respectively represent the leanest mixture that can ignite without failing and the richest mixture. that can light up.
During the tests, a mixture proportion represented by line 1 was obtained for the carburetor of FIG. 1 and for the carburetor of FIG. 2 a proportion of mixture represented by line 1 and for the carburetor of FIG. 2 a proportion of mixture represented by line II. For the carburetor which is the subject of the present invention, curve III has been obtained.
As can be seen clearly from the diagram, the upper and lower explosion limits respectively have passed, in the tests carried out with the carburettors of figures 1 and 2, already for a half-opening of the throttle valves while in the tests carried out with the carburetor which is the object of the present invention, the lower explosion limit has not passed until the almost immediate vicinity of the complete closure of the suction port;
for a half-opening of this orifice the greatest thermal efficiency is obtained and then when the opening is throttled further, the operating condition improves.
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liore to remain between the best operating condition and the greatest thermal efficiency for an opening of the suction port equal to a quarter of the section.
Only at 1/8 opening of this orifice does the curve decrease rapidly and pass below the line corresponding to the poorest mixture which can be ignited.
Thus, with the carburetor which is the object of the invention, it is possible to control practically all of the speeds between those which correspond respectively to an almost total opening and an almost total closing of the throttle valve.
It is obvious that modifications of detail may be made to the carburetor which has just been described without thereby departing from the scope of the present invention.
Thus the nozzle can be mounted in an adjustable manner over 1 distance indicated by a in Figures 2 to 4 of the drawing.