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B R E V E T D'INVENTION Perfectionnements aux régulateurs de pression à membrane pour carburateurs.
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SOCIETE GEL DES CARBURATEURS ZENITE, Société Anonyme,
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S6 à 32, rue de Villiers, ,IàlV&II0IS-hERBXT-Seine, France La présente invention est relative aux régulateurs de pression à membrane destinés à alimenter en combustible la chambre de mélange des carburateurs pour moteurs à combustion interne et à régler la pression du combustible délivré.
Les régulateurs de pression à membrane sont connus en général, et la Demanderesse a décrit de tels régulateurs de pression dans ses brevets antérieurs N 369.960, du 1er mai 1930, 369,961, du 1er mai 1930 et N 404.966, du 30 août 1934.
Dans l'essentiel, ces régulateurs de pression comprennent une chambre de combustible alimentée en combustible sous pression par un conduit contrôlé par une soupape. La sortie de la chambre de combustible alimente le ou les gicleurs du carburateur.
Une membrane est disposée dans la paroi de la chambre de combustible et est reliée à une soupape qui règle l'entrée du combustible dans la chambre de combustible, de manière à fermer
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cette soupape lorsque la pression du combustible dans la cham- bre de combustible s'élève au-dessus d'une valeur déterminée, et à ouvrir cette soupape lorsque la pression du combustible s'abaisse au-dessous de cette valeur. La pression du combus- tible dans la chambre se trouve ainsi prendre une valeur d'é- quilibre, et le ou les gicleurs du carburateur sont ainsi ali- mentés sous une pression bien déterminée.
Il est connu que, pour obtenir l'automaticité du car- burateur, c'est-à-dire pour réaliser un mélange correct à tou- tes les vitesses du moteur et pour toutes les ouvertures de l'obturateur, il est généralement souhaitable d'alimenter les gicleurs du carburateur sous une pression positive, c'est-à- dire sous une pression supérieure à la pression de l'air ali- mentant le carburateur. Cette disposition est particulièrement nécessaire dans le cas où les gicleurs du carburateur débou- chent dans la tubulure d'admission en aval de l'obturateur du carburateur.
Lorsque le régulateur de pression du combustible est réglé de manière à délivrer le combustible sous une pression positive, il en résulte que la soupape de combustible reste ouverte à l'arrêt du moteur, c'est-à-dire que les gicleurs con- tinuent à débiter du combustible lorsque la dépression est nulle. Pour éviter cet écoulement nuisible de combustible à l'arrêt du moteur, il est connu de disposer sur la canalisation d'alimentation en combustible, soit avant, soit après le régu- lateur de pression, un dispositif d'arrêt automatique qui coupe l'arrivée de combustible au carburateur lorsque la dépression devient nulle, c'est-à-dire lorsque le moteur s'arrête, et qui s'ouvre, au contraire, lorsqu'une certaine dépression s'établit dans la tubulure, du fait du fonctionnement du moteur.
De tels dispositifs d'arrêt automatiques ont été décrits notamment dans les brevets antérieurs de la Demanderesse N 369.959, du 1er @ mai 1930,et N 409.525, du 18 mai 1935. Un dispositif d'arrêt
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automatique comprend essentiellement une chambre de combustible disposée sur un ôonduit d'alimentation en combustible. L'écou- lement du combustible à travers cette chambre est contrôlé par une soupape, et une membrane reliée à ladite soupape et disposée dans la paroi de la chambre de combustible, est actionnée par la dépression, de manière à ouvrir la soupape lorsque la dépression atteint une certaine valeur et à fermer ladite soupape lorsque le moteur s'arrête, c'est-à-dire lorsque la dépression devient nulle.
Un carburateur dans lequel l'alimentation en combustible est effectuée sous une pression positive, comporte donc généralement un régulateur de pression et un dispositif d'arrêt automatique. Jusqu'à ce jour, ces deux appareils étaient séparés et étaient traversés successivement par le combustible se rendant au carburateur. A l'arrêt du moteur, la soupape du régulateur de pression restait ouverte, mais la soupape du dispositif d'arrêt était fermée. Pendant le fonctionnement du moteur, la soupape du dispositif d'arrêt était ouverte et la pression du combustible était réglée par le régulateur de pression comme si le dispositif d'arrêt était absent.
Le principe de la présente invention consiste à combi- ner en un seul appareil le régulateur de pression et le dispositif d'arrêt automatique. Dans cet appareil combiné, le régulateur de pression et le dispositif d'arrêt automatique ont une chambre commune de combustible, et une soupape commune contrôle l'écoulement du combustible.
La membrane du régulateur de pression, qui est disposée dans la paroi de la chambre de combustible commune, règle l'ouverture de la soupape pendant la marche du moteur, de manière à maintenir dans la chambre de combustible une pression déterminée, tandis que la membrane du dispositif d'arrêt, qui est également disposée dans la paroi de la chambre de combustible commune, provoque la fermeture de la soupape lorsque la dépression devient nulle, c'est-à-dire lorsque le moteur s'arrête.
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Ce dispositif combiné est plus simple que les dispositions existantes, puisqu'il comprend une seule chambre de combustible et une saule soupape, au lieu de comporter deux cham- bres de combustible et deux soupapes distinctes.
Dans un mode de réalisation de l'invention, la membrane du régulateur de pression et la membrane du dispositif d'arrêt automatique sont reliées respectivement à la soupape par des liaisons unilatérales, par lesquelles chacune de ces membranes est susceptible d'actionner la soupape dans le sens de la fermeture, mais est sans action sur elle dans le sens de l'ouverture. Lorsque le moteur est en marche, c'est-à-dire lorsque la dépression dépasse une certaine valeur, la liaison entre la membrane du dispositif d'arrêt et la soupape est inopérante, et la soupape est libre de s'ouvrir. L'ouverture de cette soupape est limitée par la membrane du régulateur de pression, comme si la membrane du dispositif d'arrêt n'existait pas.
La membrane du régulateur de pression règle ainsi la pression du combustible dans la chambre de combustible à une valeur déterminée. Lorsque le moteur s'arrête, la membrane du dispositif d'arrêt automatique provoque la fermeture de la soupape, tandis que la liaison entre la membrane du régulateur de pression et la soupape devient inopérante.
Dans un autre mode de réalisation de l'invention, un levier libre est relié en un de ses points à la soupape, et il est relié en un deuxième point à la membrane du dispositif d'arrêt et en un troisième point à la membrane du régulateur de pression. Des butées appropriées limitent les déplacements des points de liaison dudit levier avec chacune des deux membranes, dans le sens qui correspond à l'ouverture de la sonpape. Pendant la marche du moteur, la membrane du dispositif d' arrêt}.- . tend à ouvrir lasoupape, mais les déplacements du point de liaison entre le levier et ladite membrane sont limités par la butée correspondante, si bien que ce point de liai-
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son est fixe.
Le levier est alors susceptible de tourner autour de ce point fixe, et la membrane du régulateur de pression règle couverture de la soupape par l'intermédiaire dudit levier, comme si ledit levier était articulé autour d'un point fixe. A l'arrêt du moteur, la membrane du dispositifd'arrêt déplace le point de liaison du levier avec ladite membrane dans le sens de la fermeture de la soupape, jusqu'à ce que celle-ci soit fermée. La membrane du régulateur de pression tend à ouvrir à nouveau la soupape, mais cette ouverture est interdite par suite de la butée qui limite les déplacements du point d'articulation du levier avec ladite membrane.
Dans son brevet belge N 409.525, la Demanderesse a décrit un dispositif d'arrêt automatique équilibré, dans lequel la pression du combustible sur la membrane active @ @ est équilibrée par la pression qu'exerce le com- bustible sur une deuxième membrane disposée dans la paroi de la chambre de combustible et reliée à la membrane active par une liaison appropriée. Cette disposition a l'avantage d'éviter l'influence de la pression du combustible dans la chambre de combustible sur la dépression minimum qui est nécessaire pour provoquer l'ouverture du dispositif d'arrêt automatique.
Dans un mode de réalisation de l'invention, on utilise la membrane du régulateur de pression pour équilibrer la membrane active du dispositif d'arrêt. Dans ce mode de réalisation, la membrane du régulateur de pression est reliée à la soupape. La membrane du dispositif d'arrêt est reliée à la membrane du régulateur de pression par une liaison unilatérale.
Lorsque la dépression s'abaisse au-dessous d'une certaine valeur, la membrane du dispositif d'arrêt se déplace de manière à rendre opérante la liaison unilatérale avec la membrane du régulateur de pression, et les surfaces respectives des deux membranes, ainsi que la liaison qui les relient, sont choisies de telle sorte que les pression exercées respectivement par le
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combustible sur l'une et l'autre membrane se fassent substantiellement équilibre par l'intermédiaire de ladite liaison. De cette manière, la pression du combustible dans la chambre de combustible est sans influence sur le fonctionnement du dispositif d'arrêt.
La description qui va suivre en regard du dessin annexé donné à titre d'exemple fera bien comprendre la manière dont peut être réalisée l'invention.
Les Figs. 1 et 2 représentent schématiquement, en coupe longitudinale, un mode de réalisation de l'invention, les or- ganes étant représentés soit dans la position qu'ils occupent pendant la marche du moteur (Fig.l), soit dans la position qu'ils occupent à l'arrêt du moteur (Fig. 2).
La Fig. 3 représente une variante du dispositif représenté aux Figs. 1 et 2.
Les Figs. 4 et 5 représentent schématiquement, en coupe longitudinale, en position de marche (Fig. 4), ou à l'arrêt du moteur (Fig. 5), un mode de réalisation de l'invention comportant un levier libre.
Les Figs. 6 et 7 représentent schématiquement, en coupe longitudinale, en position de marche (Fig. 6), ou à l'arrêt du moteur (Fig, 7), un mode de réalisation de l'invention, dans lequel la membrane du régulateur de pression équilibre la membrane du dispositif d'arrêt automatique pendant le fonctionnement de ce dernier.
Les Figs. 8 et 9 représentent des variantes de réalisation du dispositif représenté aux Figs. 6 et 7.
Le carburateur représenté aux Figs. 1 et 3 comprend une tubulure de mélange 1 alimentée en air par la prise d'air 2 et contrôlée par un obturateur 3. La tubulure de mélange 1 reçoit du combustible d'une sortie de combustible 4 débouchant dans la tubulure de mélange 1 en aval de l'obturateur 3 au voisinage de la section la plus étroite du diffuseur 5 disposé dans la
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tubulure de mélange 1, afin d'augmenter la dépression agissant sur la sortie de combustible 4. La section de la sortie de combustible 4 est réglée au moyen d'une aiguille 6 dont les déplacements sont commandés par l'obturateur 3 par l'intermédiaire du levier 7, de la bielle 8 et du levier 9 articulé autour de l'axe 10.
La sortie de combustible 4 est alimentée en combustible par la chambre de combustible 11 du dispositif désigné dans son ensemble par la référence 12 et constituant un régulateur de pression et un dispositif d'arrêt automatique combinés. La chambre de combustible 11 est alimentée en combustible sous pression par un conduit 13 relié par exemple à une pompe d'alimentation ou à un réservoir en charge. L'arrivée du combustible à la chambre de combustible 11 est contrôlée par une soupape de combustible 14 qui peut être actionnée par l'extrémité 15 d'un levier 16 articulé autour de l'axe 17. Un léger ressort 18 maintient la queue de la soupape de combustible 14 appliquée contre l'extrémité 15 du levier 16.
Dans la paroi de la chambre de combustible 11 sont disposées deux membranes 19 et 20. La membrane 19 constitue la membrane du régulateur de pression, tandis que la membrane 20 constitue la membrane du dispositifd'arrêt automatique.
La membrane 20 sépare la chambre de combustible 11 d'une- chambre de dépression 21, à laquelle est transmise par un conduit 22 la dépression créée par le moteur. Le conduit 22 débouche en 23 dans la tubulure d'aspiration du moteur, de préférence au voisinage de la sortie de combustible 4, où la dépression est maximum. Un ressort 26 charge la membrane 20. Une tige 24, portée par la membrane 20, peut venir au contact du deuxième bras 25 du levier 16 et provoque la fermeture de la soupape de combustible 14 lorsque la membrane 20 s'abaisse sous l'effet de la poussée du ressort 26 (Fig. 2).
Les déplacements en sens inverse de la membrane 30 sous l'effet de la dépression
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transmise à la chambre de dépression 21, dépression qui agit contre la force du ressort 26, sont limités par une tige 27 formant butée pour la membrane'20, L'ensemble de la chambre de combustible 11, de la soupape de combustible 14, du levier 16, de la membrane 20 chargée par le ressort 26 et portant la tige 24, de la chambre de dépression 21 et du conduit 22 transmettant la dépression à ladite chambre, constitue un dispositif d'arrêt automatique de type connu.
La membrane 19 sépare la chambre de combustible 11 d'une chambre d'air 28 qui communique avec la prise d'air 2 du carbu- rateur par un conduit 29, et avec la chambre de mélange du carburateur par un conduit 30. Les sections de passage des conduits 29 et 30 reliant la chambre 28 respectivement à la prise d'air et à la chambre de mélange du carburateur, sont réglables au moyen d'un robinet approprié 31 qui peut être commandé par un levier 32. Le détail du robinet 31 réglant la section de passage des conduits 29 et 30 n'a pas été représenté, car ce réglage ne fait pas partie de la présente invention. Le robinet 31 peut être par exemple un robinet à trois voies, ou pourrait être remplacé par deux robinets séparés disposés respectivement sur l'un et l'autre conduit.
La chambre 28 pourrait d'ailleurs être reliée seulement à la prise d'air 2 du carburateur, ou encore elle pourrait déboucher directement à l'atmosphère. La membrane 19 est chargée par un ressort 33, et elle porte en. son centre une pièce recourbée 34 dont l'extrémité 35 peut venir en contact avec l'extrémité 36 du bras 25 du levier 16 et limiter l'ouverture de la soupape de combustible 14 lorsque la membrane 19 s'abaisse sous l'effet de la pression du combustible dans la chambre de combustible 11, pression qui agit sur la membrane 19 contre la poussée du ressort 33 (Fig.
1), L'ensemble de la chambre de combustible 11, de la soupape de combust ible 14, du levier 16, de la membrane 19 munie de la pièce recourbée 34 et chargée par le ressort 33, de la chambre d'air 28, des con-
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duits 29 et 30 reliant cette chambre respectivement à la prise d'air et à la chambre de mélange du carburateur, et du robinet 31 réglant les sections de passage desdits conduits, constitue un régulateur de pression connu en soi. Un tel régulateur de pression a été décrit dans le brevet belge antérieur N 404. 966.
Le fonctionnement du dispositif est le suivant:
Pendant la marche du moteur (Fig. 1), la dépression transmise à la chambre 21 est suffisante pour maintenir la mem- brane 20 du dispositif d'arrêt automatique appliquée au contact de la butée 27 contre la force du ressort 26. La tige 24 por- tée par la membrane 20 est alors hors de contact avec le bras 25 du levier 16. L'ouverture de la soupape de combustible 14 est donc réglée exclusivement par la membrane 19 du régulateur de pression.
La pression qui règne dans la chambre d'air 28 est in- termédiaire entre la pression régnant dans la prise d'air 2 et la pression régnant en 5 dans la chambre de mélange du carbu- rateur. Elle dépend des sections relatives des conduits 29 et 30 réglées par le robinet 31. La pression du combustible dans la chambre 11 prend une valeur d'équilibre telle que cette pres- sion équilibre la pression régnant dans la chambre 28, augmen- tée de la force du ressort 33.
Si, en effet, la pression du combustible dans la cham- bre 11 dépasse cette valeur, le combustible repousse la mem- brane 19 contre la force du ressort 33, et, grâce à la pièce recourbée 34 agissant sur l'extrémité 36 du levier 16, la mem- brane 19 entraîne ce levier, de manière à diminuer l'ouverture de la soupape de combustible 14. Il en résulte une diminution de la pression du combustible dans la chambre de combustible 11 jusqu'à ce que la pression d'équilibre soit rétablie.
Si, au contraire, la pression du combustible dans la, chambre 11 est inférieure à sa valeur d'équilibre, le ressort 33 repousse la membrane 19 contre la pression du combustible,
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et la pièce recourbée 34 permet au levier 16 de se déplacer dans une direction qui correspond à une ouverture plus grande de la soupape 14. L'augmentation de l'ouverture de la soupape de combustible provoque une augmentation de la pression du combustible dans la chambre de combustible 11 jusqu'à ce que la pression d'équilibre soit rétablis. Ce fonctionnement des régulateurs de pression est d'ailleurs bien connu.
Si le moteur s'arrête, la dépression transmise à la chambre de dépression 21 du dispositif d'arrêt automatique devient nulle. Le ressort 26 repousse alors la membrane 20. La tige 24 vient au contact du bras 25 du levier 16 (Fig. 2), et provoque la fermeture de la soupape de combustible 14 par l'intermédiaire du levier 16. L'arrivée du combustible à la chambre de combustible 11 est ainsi interrompue.
La pression du combustible dans la chambre 11 n'est plus capable dans ces conditions d'équilibrer le ressort 33 qui charge la membrane 19 du régulateur de pression, et ce ressort 33 repousse la membrane 19 jusqu'à ce que celle-ci soit tendue.
L'extrémité 35 de la pièce recourbée 34 est alors hors de contact avec l'extrémité 36 du bras 25 du levier 16,
Lors de la mise en marche du. moteur, l'aspiration créée par le moteur et transmise à la chambre de dépression 21, aspire la membrane 20 contre la force du ressort 26. La membrane 20 reprend donc la position représentée à la Fig. 1. Le ressort 18 provoque alors ouverture de la soupape de combustible 14 et fait tourner le levier 16 jusque a ce que l'extrémité 36 de ce levier soit au contact de l'extrémité 35 de la pièce recourbée 34. La pression du combustible dans la chambre de combustible 11 s'élève immédiatement, et elle est à nouveau réglée normale ment par la membrane 19 du régulateur de pression.
On voit que le dispositif représenté aux Figs. 1 et 2 comprend à la fois un régulateur de pression et un dispositif d'arrêt automatique. Le régulateur de pression et le dispositif
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d'arrêt automatique ont en commun la chambre de combustible 11, la soupape de combustible 14 et le levier de transmission 16, tandis que,dans les dispositions existantes, le régulateur de pression et le dispositif d'arrêt automatique constituent deux appareils distincts ayant chacun leur chambre de combustible et leur soupape de combustible. C'est dans le fait de réunir le régulateur de pression et le dispositif d'arrêt automatique en un seul dispositif et de leur faire actionner une soupape commune que réside le mérite de l'invention.
Dans le dispositif représenté aux Figs. 1 et 2, lorsque le moteur s'arrête, la pression du combustible dans la chambre de combustible 11 avant l'arr,êt du moteur est telle que l'effort qu'elle exerce sur la membrane 19 du régulateur de pression équilibre le ressort 33. Pour que, lors de l'arrêt du moteur, le dispositif d'arrêt automatique réalise sa fonction, c'est-à-dire provoque la fermeture de la soupape, il faut nécessairement que la ressort 26 soit suffisamment fort pour surmonter la pression qu'exerce le combustible contenu dans la chambre de combustible 11 sur la membrane 20. Une fois le moteur arrêté et une fois la soupape 14 fermée, la pression dans la chambre de combustible 11 tombe.
Lorsqu'on remet le moteur en marche, il faut nécessairement que la dépression créée par la rotation du moteur soit plus forte que le ressort 26, pour que la soupape 14 s'ouvre et que le carburateur soit alimenté en combustible.
Afin de diminuer la dépression nécessaire pour provoquer l'ouverture du dispositif d'arrêt automatique, il est connu, par le brevet antérieur de la Demanderesse, N 369. 959, de faire agir la dépression sur la paroi mobile d'une chambre de dépression reliée mécaniquement à la membrane du dispositif d'arrêt automatique disposée dans la paroi de la chambre de combustible, au lieu de la faire agir directement sur cette membrane. Cette disposition permet de donner à la surface
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de la paroi mobile sur laquelle agit la dépression une surface plus grande qu'à la membrane disposée dans la paroi de la chanbre de combustible, ou encore de multiplier l'effort exercé par la dépression sur ladite paroi mobile au moyen d'un levier approprié.
Une telle disposition a été représentée à la Fig. 3.
Selon cette disposition, le dispositif d'arrêt automatique comprend une chambre de dépression 37 munie d'une membrane 38 chargée par un ressort 39. La membrane 38 est reliée en son centre parune bielle 40 à un levier 41 articulé autour de l'axe 42.
Le levier 41 agit sur un téton 43 porté par une membrane 44 disposée dans la paroi de la chambre de combustible 11 et jouant le même rôle que la membrane 20 du dispositif représenté aux .
Figs. 1 et 2. La membrane 44 porte une tige 45 qui joue le mime rôle que la tige 24 du dispositif représenté aux Figs. 1 et 2. Le levier 41 a pour effet de multiplier l'effort qui est exercé par la dépression sur la membrane 38 et qui est transmis à la membrane 44 par l'intermédiaire du levier 41 et du téton 43. L'espace 46 compris entre les membranes 38 et 44 communique avec la prise d'air 2 du carburateur par un conduit 47, mais il pourrait également être directement ouvert à l'at- mosphère.
Le dispositif représenté à la Fig. 3 fonctionne exac- tement comme le dispositif représenté aux Figs. 1 et 2, mais la dépression nécessaire pour soulever la membrane 38 au moment de la mise en marche du moteur et pour permettre l'ouverture de la soupape de combustible 14, est plus faible que dans le dispositif représenté aux Figs. 1 et 2.
Dtailleurs,la réalisation du dispositif d'arrêt automatique importe peu en ce qui concerne l'invention,puisque celleci n'a pas pour objet cette réalisation elle-même, mais la combinaison du dispositif d'arrêt automatique et du régulateur de pression- Selon l'invention, la membrane du dispositif
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d'arrêt automatique disposée dans la paroi de la chambre de combustible est actionnée par la dépression de manière à provoquer la fermeture de la soupape de combustible lorsque le moteur s'arrête et que la dépression s'annule, et à permettre l'ouverture de cette soupape lorsque le moteur est en marche et qu'une certaine dépression est créée par le moteur dans la tubulure d'aspiration.
Mais la manière dont la dépression agit sur cette membrane est indifférente pour ce qui concerne la présente invention.
Dans le dispositif représenté aux Figs. 4 et 5, la membrane 15 du régulateur de pression est reliée par une tige 48 à l'extrémité 49 d'un levier libre 50. Le levier 50 est relié en un deuxième point 51 par une tige 52 à la membrane 53 du régulateur de pression disposée dans la paroi de la chambre de combustible 11. La membrane 53 est elle-même reliée par une tige 54, un levier 55 articulé autour d'un axe 56, et une tige 57, à une membrane 58 disposée dans la paroi de la chambre de dépression 37. La membrane 58 est chargée par le ressort 39.
Une butée 65 limite les déplacements de la membrane 58 sous l'effet de la dépression, contre la force du ressort 39, tandis qutune deuxième butée 66 limite les déplacements de la membrane 58 en sens inverse. Cette deuxième butée pourrait d'ailleurs être omise. Une troisième butée 67 limite les déplacements de la membrane 19 sous l'effet de la poussée du ressort 33.
La deuxième extrémité 59 du levier 50 est susceptible de venir au contact de la queue'60 de la soupape de combustible 61 qui contrôle l'entrée du combustible délivré par le conduit 13 à la chambre de combustible 11. La soupape 61 comporte un guidage cylindrique 62 percé d'orifices 63 pour le passage du combustible. Cette soupape est chargée par un léger ressort 64 qui tend à ramener la soupape dans la position fermée.
Le fonctionnement du dispositif est le suivant:
En marche normale (fig. 4), la dépression agissant sur
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la membrane 58 maintient cette membrane appliquée au contact de la butée 65 contre la force du ressort 39, si bien que le point de liaison 51 entre le levier 50 et la membrane 53 du dispositif d'arrêt automatique est fixe. La membrane 19 du régulateur de pression règle l'ouverture de la soupape de com- bustible 61 par l'intermédiaire du levier 50 pivotant autour du point fixe 51. Le ressort 64 maintient l'extrémité de la queue 60 de la soupape 61 au contact de l'extrémité 59 du levier 50.
Si le moteur s'arrête (Fig. 5), le ressort 39 repousse la membrane 58 jusqu'à ce que la tige 57 ait atteint la butée 66. Le levier 55 pivote autour de l'axe 56 et soulève la membrane 53 du dispositif d'arrêt automatique. Ce mouvement est transmis au point d'articulation 51, qui se déplace vers le haut et qui entraîne le levier 50 dans une direction permettant la fermeture de la soupape 61. Lorsque la tige 57 atteint la butée 66, l'extrémité 59 est hors de contact avec l'extrémité de la queue 60 de la soupape 61. Cette soupape peut donc se fermer complètement. Le débit de combustible est interrompu, et la pression du combustible dans la chambre 11 tombe.
Le ressort 33 repousse alors la membrane 19 du régulateur de pression, mais le mouvement de cette membrane est limité par la butée 67 qui interdit au levier 50 d'atteindre une position pour laquelle l'extrémité 59 de ce levier viendrait à nouveau an contact avec la queue 60 de la soupape de combustible 61, et ouvrirait à nouveau cette soupape.
Lorsque le moteur est mis en marche, la dépression agissant sur la membrane 58 soulève celle-ci, et le mouvement de cette membrane est transmis à la membrane 53 et au point d'articulation 51, qui stabaisse. Le levier 50 pivote alors autour du point d'articulation 49, et son extrémité 59 provoque l'ouverture de la soupape 61. La pression dans la chambre de combustible 11 s'élève alors, et la membrane 19 intervient pour régler la pression du combustible dans cette chambre, comme'il il a été indiqué ci-dessus.
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Dans le dispositif représenté aux Figs. 6 et 7, la sonpape 61 est aotionnée par l'extrémité 68 d'un levier 69 pivotant autour d'un axe 70. Le ressort 64 tend à maintenir la queue 60 de la soupape 61 au contact de l'extrémité 68, et, en repoussant cette extrémité, il tend à maintenir l'extrémité opposée 71 du levier 69 au contact du centre de la membrane 19 du régulateur de pression chargée par le ressort 33. La liaison entre l'extrémité 68 du levier et la soupape d'une part, et entre l'extrémité 71 du levier et la membrane d'autre part, pourraient être des liaisons positives, la queue de la soupape et la membrane pouvant par exemple être reliées à ces extrémités par des articulations. Les déplacements de la membrane 19 contre la force du ressort 33 sont limités par une butée 72.
La membrane 73 du dispositif d'arrêt automatique disposée dans la paroi de.la chambre de dépression 21 est susceptible de venir en contact par son centre avec l'extrémité 71 du levier 69 (Fig. 7), sous l'effet de la poussée du ressort 74 qui charge la membrane 73. Les membranes 19 et 73 :ont sen- siblement la même surface utile. En pratique, ces membranes seront sensiblement identiques. La force du ressort 74 est lélègement supérieure à la force du ressort 33. Les déplacements de la membrane 73 contre la poussée du ressort 74 sont limités par une butée 75.
Le fonctionnement du dispositif est le suivaàt:
Pendant la marche du moteur (Fig. 6), la dépression transmise à la chambre 21 maintient la membrane 73 au contact 'de la butée 75 contre la poussée du ressort 74. La membrane 19 du régulateur de pression règle l'ouverture de la soupape 61 par l'intermédiaire du levier 69, dont l'extrémité 71 est maintenue appliquée contre la membrane 19 par la poussée du ressort de soupape 64.
Lorsque le moteur s'arrête (Fig. 7), le ressort 74 repousse la membrane 73, et celle-ci vient au contact de l'ex-
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trémité 71 du levier 69. Les deux membranes sont alors au contact de cette extrémité 71, et l'effort appliqué sur l'extrémité 71 est la résultante des efforts appliqués sur les deux membranes 73 et 19. Ces membranes ayant des surfaces utiles sensiblement égales, les poussées exercées par le combustible sur l'une et l'autre membrane sont égales et se font par conséquent équilibre. L'extrémité 71 est donc soumise à un effort égal à la différence entre les efforts des ressorts 74 et 33.
Cet effort déplace l'extrémité 71 vers le bas et permet par conséquent à la soupape 61 de se fermer sous l'effet de la poussée du combustible sous pression délivré par le conduit 13, poussée à laquelle s'ajoute la force du ressort 64. Le ressort 64 peut d'ailleurs être omis, la poussée du combustible sur la soupape étant suffisante pour maintenir celle-ci fermée.
Lorsqu'on met le moteur en marche, la dépression transmise à la membrane 73 tend à soulever cette membrane et à permettre l'ouverture de la soupape 61. La force qui s'oppose à cette ouverture est constituée par la différence entre les forces du ressort 74 et du ressort 33, augmentée de la poussée du combustible sur la soupape 61 et de la force du ressort 64.
Comme la soupape 61 a une surface très faible par rapport à la membrane 73, et comme d'autre part la force du ressort 64 et la différence entre les efforts des ressorts 74 et 33 peuvent être choisies aussi faibles que l'on veut, l'effort nécessaire pour soulever la membrane 73 et provoquer l'ouverture de la soupape 61 est très faible par rapport à la surface de cette membrane, et une dépression très faible suffit pour provoquer l'ouverture de la soupape 61.
Lorsque la soupape 61 s'ouvre, la pression du combustible dans la chambre de combustible 11 augmente, mais la membrane 19 du régulateur de pression maintient appliquée l'ex- trémité 71 du levier 69 contre la membrane 73, tant que la pression du combustible dans la chambre de combustible 11 n'est
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pas suffisante pour équilibrer la force du ressort 33. Lorsque la pression du combustible devient suffisante pour équilibrer la force du ressort 33, la membrane 19 cesse de s'élever, et par conséquent la soupape 61 ne s'ouvre pas davantage.
La poussée qu'exerce le combustible sur la membrane 73 du dispositif d'arrêt automatique est alors égale à la force du ressort 33, puisque les membranes 73 et 19 ont des surfaces utiles égales et que la poussée du combustible sur la membrane 19 équilibre la force du ressort 33. Il suffit donc que la dépression transmise à la membrane 73 exerce sur cette membrane un effort supérieur à la différence entre les forces des ressorts 74 et 33 pour que la membrane 73 poursuive son mouvement en quittant le contact de l'extrémité 71 du levier 69 et vienne au contact de la butée 75. Comme la différence entre les forces des ressorts 74 et 33 peut être choisie aussi petite que l'on veut, il en résulte que la dépression nécessaire pour maintenir la membrane 73 au contact de la butée 75 est très faible.
Grâce à cela, le dispositif d'arrêt automatique ne risque pas,de se refermer pendant la marche du moteur, lors de reprises (accélérations), car, même lorsque l'on ouvre brutalement 1'obturateur alors que le moteur tourne au ralenti, la dépression reste supérieure à la valeur très faible nécessaire pour maintenir la membrane 73 au contact de la butée 75.
Pour équilibrer la pression qu'exerce le combustible sur la membrane du dispositif d'arrêt automatique par la pres- si.on qu'exerce le combustible sur la membrane du régulateur de pression lorsque la liaison unilatérale entre ces deux membranes est opérante, il n'est-pas .nécessaire que nes deux membranes aient des surfaces utiles égales, comme on l'a représenté aux figs. 6 et 7. Ces deux membranes peuvent avoir des surfaces utiles inégales, à condition que la liaison unilatérale qui les relie, multiplie dans un rapport convenable les efforts transmis de l'une à l'autre membrane. Une telle dispo-
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sition a été représentée à la Fig, 8.
Dans la disposition représentée à la Fig. 8, la chambre de combustible comprend deux compartiments 76 et 77 qui communiquent librement, L'arrivée du combustible à la chambre 76-77 est contrôlée par la soupape 61, et cette chambre de combustible alimente la sortie de combustible 4 qui débouche dans la chambre de mélange du carburateur (non représenté).
La membrane 78 du régulateur de pression sépare le comparti- ment 76 d'une chambre d'air 79 qui est reliée à la prise d'air et à la chambre de mélange du carburateur par un conduit 80, de la même manière que la chambre d'air 28 du dispositif représenté aux Figs. 6 et 7. La membrane 81 du dispositif d'arrêt automatique sépare le compartiment 77 d'une chambre de dépression 82 qui communique par un conduit 83 avec la tubulure d'aspiration du moteur, de la même mamière que la chambre de dépression 21 du dispositif représenté aux Figs. 6 et 7.
La membrane 78 est chargée par un ressort 86 et porte une tige 84 qui traverse un guidage 85. L'extrémité intérieure 87 du guidage 85 forme butée pour la membrane 78. La queue 60 de la soupape 61 est normalement maintenue au contact du centre de la membrane 78 par le ressort 64.
La membrane 81 est chargée par un ressort 88 et porte une tige 89 traversant un guidage 90. L'extrémité inférieures!. du guidage 90 forme butée pour la membrane 81.
Un levier à deux bras 92, articulé autour de l'axe 93, est susceptible de venir an contact par ses extrémités 94 et 95 avec deux têtes 96 et 97 terminant respectivement les tiges 84 et 89. Les bras'a et b du levier 92 et les surfaces S et S' des membranes 78 et 81 sont déterminées de telle sorte que la poussée du combustible sur la membrane 78 équilibre sensiblement la poussée du combustible sur la membrane 81 par l'intermédiaire du levier 92, lorsque les têtes 96 et 97 des tiges 84 et 89 sont toutes deux au contact des extrémités correspon-
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dantes 95 et 94 du levier 92.
En d'autres termes, en a substantiellement: Sb = S'a Le ressort 88 est déterminé de telle sorte que sa force soit légèrement supérieure à celle qu'il devrait avoir pour équilibrer la force du ressort 86.
Le dispositif ainsi défini fonctionne exactement de la même manière que le dispositif représenté aux Figs. 6 et 7.
Rendant la marche du moteur, les organes occupent la position représentée à la Fig. 8. La dépression maintient la membrane 81 du dispositif d'arrêt automatique au contact de la butée 91, et l'extrémité 95 du levier 92 est hors de contact avec la tête 96 de la tige 84 portée par la membrane 78 du régulateur de pression. L'ouverture de la soupape 61 est donc réglée par la membrane 78, qui agit sur la queue 60 de cette soupape.
A l'arrêt du moteur, le ressort 88 repousse la membrane 81 qui entraîne avec elle la tige 89 et le levier 92. L'extrémité 95 de ce levier vient au contact de la tête 96 et soulève la membrane 78 par l'intermédiaire de la tige 84 contre la force du ressort 86,qui, comme on l'a indiqué, est trop faible pour équilibrer la force du ressort 88. La queue 60 de la soupape 61 se trouve ainsi dégagée, et le ressort 64 provoque la fermeture de la soupape 61.
La seule différence entre le dispositif représenté à la Fig. 8 et le dispositif représenté aux Figs. 6 et 7 est que, pendant l'ouverture de la soupape par le fonctionnement du dispositif d'arrêt automatique, sous l'effet de la dépression créée par le moteur, l'équilibrage des poussées exercées par le combustible sur les membranes 78 et 81 de surfaces utiles inégales a lieu par l'intermédiaire du levier 92 dont les bras sont inégaux, au lieu que, dans le dispositif représenté aux Figs. 6 et 7, l'équilibrage des poussées exercées par le combus.
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tible sur les membranes 19 et 73 de surfaces utiles égales, a lieu par l'intermédiaire de l'extrémité 71 du levier 69 interposée entre les centres des deux membranes.
La Fig. 9 représente une autre variante du dispositif représenté aux Figs, 6 et 7, dans laquelle les deux ressorts 74 et 33 sont remplacés par un ressort unique.
Dans le dispositif représenté à la Fig. 9, la chambre de combustible est divisée en deux compartiments 98 et 99 communiquant par le conduit 100. La membrane 19 du régulateur de pression est disposée dans la paroi du compartiment 98 et sépare celui-ci de lehambre d'air 28. La membrane 73 du dispositif d'arrêt automatique est disposée dans la paroi du compartiment 99 et sépare celui-ci de la chambre de dépression 21. Les membranes 19 et 73 sont sensiblement de même surface utile..
La chambre d'air 28 et la chambre de dépression 21 sont séparées par une paroi 101'qui porte un guidage 102, dans lequel glisse une pièce cylindrique 103 portée par la membrane 19.
Le bord supérieur 104 du guidage 102 forme butée pour la membrane 73. La membrane 73 porte une pièce cylindrique 105 qui s'engage à l'intérieur de la pièce cylindrique 103. La pièce 105 se termine par une collerette 106 qui est susceptible de venir au contact d'un épaulement 107 disposé à :L'extrémité de la pièce 103. Les deux pièces cylindriques 103 et 105 sont creuses, et à l'intérieur de ces pièces est disposé un ressort 108 comprimé entre les deux membranes 19 et 73.
Le ressort 64 tond à appliquer la queue 60 de la soupape 61 contre la membrane 19 du régulateur de pression;
Ce dispositif fonctionne de manière analogue au dispositif représenté aux Figs. 6 et 7.
Pendant la marche du moteur, la dépression transmise à la chambre 21 maintient la membrane 73 du dispositif d'arrêt automatique au contact de la butée 104. La membrane 19 du régulateur de pression, qui est soumise à la pression du ressort
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108, diminuée de la poussée du combustible sur la soupape 61 et de la force du ressort 64, règle l'ouverture de la soupape et la pression du combustible dans la chambre de combustible 98-99, la collerette 106 et l'épaulement 107 étant hors de con- tact.
La pression d'équilibre dans-la chambre de combustible 98-99 est donc légèrement inférieure à la pression qui serait nécessaire pour faire équilibre au ressort 108, puisque cette pression équilibre la différence entre la force du ressort 108 d'une part et la force du ressort 64, augmentée de la poussée du combustible sur la soupape 61, d'autre part. Le combustible. exerce sur la membrane 73 un effort égal à l'effort qu'il exerce sur la membrane 19, si bien que la différence entre la poussée exercée par le ressort 108 sur la membrane 73 et la pression antagoniste exercée par le combustible sur cette même membrane, est égale à la force du ressort 64, augmentée de la poussée du combustible sur la soupape 61.
Il suffit que la dépression transmise à la membrane 73 exerce sur cette membrane un effort supérieur à cette différence, pour que la membrane 73 soit maintenue au contact de la butée 104, ce qui correspond à une valeur très faible de la dépression.
A l'arrêt du moteur, il n'existe plus de dépression dans la chambre 21, et par conséquent le ressort 108 se détend contre la pression exercée par le combustible sur les membranes 19 et 73, pression qui, comme on l'a indiqué, est insuffisante pour équilibrer le ressort 108. La collerette 106 vient alors au contact de l'épaulement 107. Comme les membranes 19 et 73 ont sensiblement la même surface utile, les pressions exercées par le combustible sur ces deux membranes se font équilibré , si bien que l'ensemble de¯ ces membranes et des pièces cylindri- ques 103 et 105, qui sont au contact l'une de l'autre, peut .être déplacé sans effort.
Cet ensemble n'oppose donc aucune résistance au déplacement de la soupape 61, qui se ferme sous la poussée du ressort 64, ainsi que sous la poussée du combus-
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tible qui tend, à fermer cette soupape.
Lors de la mise an marche du. moteur, une faible dépression susceptible d'exercer sur la membrane 73 un effort supérieur à la force du ressort 64, augmentée de la poussée du combustible sur la soupape 61, suffit pour provoquer 1'ouverture de cette soupape. *Une fois que cette soupape est ouverte, la membrane 19 du régulateur de pression intervient pour régler l'ouverture de la soupape comme il a été décrit ci-dessus.
Il est bien évident que les liaisons mécaniques entre les divers organes pourront être modifiées de bien des manières sans sortir pour cela du cadre de l'invention. De même, les dispositions particulières du régulateur de pression et du dispositif d'arrêt automatique pourront être modifiées, puisque la constitution spécifique du régulateur de pression d'une part et du dispositif d'arrêt automatique d'autre part ne font pas partie de la présente invention. Enfin, il est clair que l'invention ne dépend nullement du type de carburateur auquel elle est appliquée et des dispositions particulières de ce car- burateur.
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BACKGROUND OF INVENTION Improvements to diaphragm pressure regulators for carburettors.
EMI1.1
SOCIETE GEL DES CARBURATEURS ZENITE, Société Anonyme,
EMI1.2
S6 à 32, rue de Villiers,, IàlV & II0IS-hERBXT-Seine, France The present invention relates to diaphragm pressure regulators intended to supply fuel to the mixing chamber of carburettors for internal combustion engines and to regulate the fuel pressure issued.
Diaphragm pressure regulators are known in general, and the Applicant has described such pressure regulators in its prior patents N 369,960, of May 1, 1930, 369,961, of May 1, 1930 and N 404,966, of August 30, 1934.
Essentially, these pressure regulators comprise a fuel chamber supplied with fuel under pressure through a conduit controlled by a valve. The outlet of the fuel chamber supplies the carburetor nozzle (s).
A membrane is disposed in the wall of the fuel chamber and is connected to a valve which regulates the entry of fuel into the fuel chamber, so as to shut off
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this valve when the fuel pressure in the fuel chamber rises above a determined value, and to open this valve when the fuel pressure drops below this value. The fuel pressure in the chamber is thus found to take an equilibrium value, and the carburetor nozzle (s) are thus supplied under a well determined pressure.
It is known that, in order to obtain the automaticity of the carburettor, that is to say to achieve a correct mixture at all engine speeds and for all shutter openings, it is generally desirable to 'supply the carburetor jets under positive pressure, that is to say under a pressure greater than the pressure of the air supplying the carburetor. This arrangement is particularly necessary in the case where the carburetor jets open into the intake manifold downstream of the carburetor shutter.
When the fuel pressure regulator is set to deliver fuel under positive pressure, the result is that the fuel valve remains open when the engine is stopped, i.e. the jets continue. in delivering fuel when the vacuum is zero. To avoid this harmful flow of fuel when the engine is stopped, it is known to have on the fuel supply pipe, either before or after the pressure regulator, an automatic shut-off device which cuts off the fuel. arrival of fuel at the carburetor when the depression becomes zero, that is to say when the engine stops, and which opens, on the contrary, when a certain depression is established in the manifold, due to operation of the motor.
Such automatic stopping devices have been described in particular in the prior patents of the Applicant N 369,959, of May 1, 1930, and N 409,525, of May 18, 1935. A stopping device
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Automatic essentially comprises a fuel chamber arranged on a fuel supply duct. The flow of fuel through this chamber is controlled by a valve, and a diaphragm connected to said valve and arranged in the wall of the fuel chamber, is actuated by vacuum, so as to open the valve when vacuum reaches a certain value and to close said valve when the engine stops, that is to say when the vacuum becomes zero.
A carburetor in which the fuel supply is carried out under positive pressure, therefore generally comprises a pressure regulator and an automatic shut-off device. Until now, these two devices were separated and were successively crossed by the fuel going to the carburetor. When the engine was stopped, the pressure regulator valve remained open, but the shutoff valve was closed. While the engine was running, the shut-off valve was open and the fuel pressure was adjusted by the pressure regulator as if the shut-off was absent.
The principle of the present invention consists in combining in a single apparatus the pressure regulator and the automatic shut-off device. In this combined apparatus, the pressure regulator and the automatic shut-off device have a common fuel chamber, and a common valve controls the flow of fuel.
The membrane of the pressure regulator, which is arranged in the wall of the common fuel chamber, regulates the opening of the valve while the engine is running, so as to maintain a determined pressure in the fuel chamber, while the membrane of the shut-off device, which is also arranged in the wall of the common fuel chamber, causes the valve to close when the vacuum becomes zero, that is to say when the engine stops.
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This combined device is simpler than the existing arrangements, since it comprises a single fuel chamber and a valve willow, instead of comprising two fuel chambers and two separate valves.
In one embodiment of the invention, the membrane of the pressure regulator and the membrane of the automatic shut-off device are respectively connected to the valve by unilateral connections, by which each of these membranes is capable of actuating the valve in the direction of closing, but has no action on it in the direction of opening. When the engine is running, that is to say when the vacuum exceeds a certain value, the connection between the diaphragm of the shut-off device and the valve is inoperative, and the valve is free to open. The opening of this valve is limited by the membrane of the pressure regulator, as if the membrane of the shut-off device did not exist.
The membrane of the pressure regulator thus regulates the fuel pressure in the fuel chamber to a determined value. When the engine stops, the diaphragm of the automatic shut-off device causes the valve to close, while the connection between the diaphragm of the pressure regulator and the valve becomes inoperative.
In another embodiment of the invention, a free lever is connected at one of its points to the valve, and it is connected at a second point to the diaphragm of the stop device and at a third point to the diaphragm of the valve. pressure regulator. Appropriate stops limit the movements of the points of connection of said lever with each of the two membranes, in the direction which corresponds to the opening of the valve. While the engine is running, the membrane of the shut-off device} .-. tends to open the valve, but the movements of the point of connection between the lever and said membrane are limited by the corresponding stop, so that this point of connection
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sound is fixed.
The lever is then capable of rotating around this fixed point, and the membrane of the pressure regulator regulates the coverage of the valve by means of said lever, as if said lever were articulated around a fixed point. When the engine is stopped, the diaphragm of the shut-off device moves the point of connection of the lever with said diaphragm in the direction of closing of the valve, until the latter is closed. The membrane of the pressure regulator tends to open the valve again, but this opening is prohibited by virtue of the stop which limits the movements of the point of articulation of the lever with said membrane.
In its Belgian patent No. 409,525, the Applicant has described a balanced automatic shut-off device, in which the pressure of the fuel on the active membrane @ @ is balanced by the pressure exerted by the fuel on a second membrane arranged in the wall of the fuel chamber and connected to the active membrane by a suitable connection. This arrangement has the advantage of avoiding the influence of the fuel pressure in the fuel chamber on the minimum depression which is necessary to cause the opening of the automatic shut-off device.
In one embodiment of the invention, the membrane of the pressure regulator is used to balance the active membrane of the shutoff device. In this embodiment, the membrane of the pressure regulator is connected to the valve. The diaphragm of the shut-off device is connected to the diaphragm of the pressure regulator by a one-sided connection.
When the vacuum drops below a certain value, the diaphragm of the shut-off device moves so as to make operative the unilateral connection with the diaphragm of the pressure regulator, and the respective surfaces of the two membranes, as well as the connection which connects them, are chosen so that the pressure exerted respectively by the
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fuel on either membrane are substantially balanced through said link. In this way, the fuel pressure in the fuel chamber has no influence on the operation of the shut-off device.
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.
Figs. 1 and 2 schematically represent, in longitudinal section, an embodiment of the invention, the organs being represented either in the position which they occupy during the running of the engine (Fig.l), or in the position that they occupy when the engine is stopped (Fig. 2).
Fig. 3 shows a variant of the device shown in Figs. 1 and 2.
Figs. 4 and 5 schematically show, in longitudinal section, in the running position (Fig. 4), or when the engine is stopped (Fig. 5), an embodiment of the invention comprising a free lever.
Figs. 6 and 7 schematically show, in longitudinal section, in the running position (Fig. 6), or when the engine is stopped (Fig, 7), an embodiment of the invention, in which the membrane of the pressure regulator balances the diaphragm of the automatic shut-off device during operation.
Figs. 8 and 9 show variant embodiments of the device shown in FIGS. 6 and 7.
The carburetor shown in Figs. 1 and 3 comprises a mixing pipe 1 supplied with air by the air intake 2 and controlled by a shutter 3. The mixing pipe 1 receives fuel from a fuel outlet 4 opening into the mixing pipe 1 downstream of the shutter 3 in the vicinity of the narrowest section of the diffuser 5 arranged in the
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mixing pipe 1, in order to increase the depression acting on the fuel outlet 4. The cross section of the fuel outlet 4 is adjusted by means of a needle 6, the movements of which are controlled by the shutter 3 via the lever 7, the connecting rod 8 and the lever 9 articulated around the axis 10.
The fuel outlet 4 is supplied with fuel by the fuel chamber 11 of the device designated as a whole by the reference 12 and constituting a pressure regulator and an automatic shut-off device combined. The fuel chamber 11 is supplied with pressurized fuel via a pipe 13 connected for example to a supply pump or to a tank under load. The arrival of fuel to the fuel chamber 11 is controlled by a fuel valve 14 which can be actuated by the end 15 of a lever 16 articulated around the axis 17. A light spring 18 maintains the tail of the valve. fuel valve 14 applied against the end 15 of the lever 16.
In the wall of the fuel chamber 11 are arranged two membranes 19 and 20. The membrane 19 constitutes the membrane of the pressure regulator, while the membrane 20 constitutes the membrane of the automatic shut-off device.
The membrane 20 separates the fuel chamber 11 from a vacuum chamber 21, to which the vacuum created by the engine is transmitted by a conduit 22. The conduit 22 opens at 23 into the engine suction pipe, preferably in the vicinity of the fuel outlet 4, where the depression is maximum. A spring 26 loads the membrane 20. A rod 24, carried by the membrane 20, can come into contact with the second arm 25 of the lever 16 and causes the fuel valve 14 to close when the membrane 20 is lowered under the effect. the thrust of the spring 26 (Fig. 2).
Displacements in the opposite direction of the membrane 30 under the effect of the depression
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transmitted to the vacuum chamber 21, vacuum which acts against the force of the spring 26, are limited by a rod 27 forming a stop for the diaphragm'20, The assembly of the fuel chamber 11, of the fuel valve 14, of the lever 16, the membrane 20 loaded by the spring 26 and carrying the rod 24, the vacuum chamber 21 and the duct 22 transmitting the vacuum to said chamber, constitutes an automatic shut-off device of known type.
The diaphragm 19 separates the fuel chamber 11 from an air chamber 28 which communicates with the air intake 2 of the carburetor via a conduit 29, and with the mixing chamber of the carburetor via a conduit 30. The sections of passage of the conduits 29 and 30 connecting the chamber 28 respectively to the air intake and to the mixing chamber of the carburetor, are adjustable by means of an appropriate valve 31 which can be controlled by a lever 32. The detail of the valve 31 adjusting the passage section of the conduits 29 and 30 has not been shown, because this adjustment is not part of the present invention. The tap 31 may for example be a three-way tap, or could be replaced by two separate taps arranged respectively on one and the other duct.
The chamber 28 could moreover be connected only to the air intake 2 of the carburetor, or else it could lead directly to the atmosphere. The membrane 19 is loaded by a spring 33, and it bears. its center is a curved piece 34, the end 35 of which can come into contact with the end 36 of the arm 25 of the lever 16 and limit the opening of the fuel valve 14 when the membrane 19 is lowered under the effect of the fuel pressure in the fuel chamber 11, pressure which acts on the diaphragm 19 against the thrust of the spring 33 (Fig.
1), The assembly of the fuel chamber 11, of the fuel valve 14, of the lever 16, of the diaphragm 19 provided with the curved part 34 and loaded by the spring 33, of the air chamber 28, con
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Ducts 29 and 30 connecting this chamber respectively to the air intake and to the mixing chamber of the carburetor, and to the valve 31 regulating the passage sections of said ducts, constitutes a pressure regulator known per se. Such a pressure regulator has been described in the earlier Belgian patent N 404. 966.
The operation of the device is as follows:
While the engine is running (Fig. 1), the vacuum transmitted to the chamber 21 is sufficient to maintain the diaphragm 20 of the automatic stop device applied in contact with the stop 27 against the force of the spring 26. The rod 24 carried by the membrane 20 is then out of contact with the arm 25 of the lever 16. The opening of the fuel valve 14 is therefore regulated exclusively by the membrane 19 of the pressure regulator.
The pressure prevailing in the air chamber 28 is intermediate between the pressure prevailing in the air intake 2 and the pressure prevailing at 5 in the mixing chamber of the carburetor. It depends on the relative sections of the conduits 29 and 30 adjusted by the valve 31. The fuel pressure in the chamber 11 assumes an equilibrium value such that this pressure balances the pressure prevailing in the chamber 28, increased by the pressure. spring force 33.
If, in fact, the fuel pressure in chamber 11 exceeds this value, the fuel pushes the diaphragm 19 against the force of the spring 33, and, thanks to the curved part 34 acting on the end 36 of the lever 16, the diaphragm 19 drives this lever, so as to decrease the opening of the fuel valve 14. This results in a decrease in the fuel pressure in the fuel chamber 11 until the pressure of balance is restored.
If, on the contrary, the fuel pressure in the chamber 11 is less than its equilibrium value, the spring 33 pushes the membrane 19 back against the fuel pressure,
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and the curved piece 34 allows the lever 16 to move in a direction which corresponds to a larger opening of the valve 14. Increasing the opening of the fuel valve causes an increase in the fuel pressure in the chamber. fuel 11 until equilibrium pressure is restored. This operation of pressure regulators is also well known.
If the engine stops, the vacuum transmitted to the vacuum chamber 21 of the automatic shut-off device becomes zero. The spring 26 then pushes back the membrane 20. The rod 24 comes into contact with the arm 25 of the lever 16 (FIG. 2), and causes the fuel valve 14 to close via the lever 16. The arrival of fuel to the fuel chamber 11 is thus interrupted.
The pressure of the fuel in the chamber 11 is no longer able under these conditions to balance the spring 33 which loads the membrane 19 of the pressure regulator, and this spring 33 pushes the membrane 19 back until the latter is stretched. .
The end 35 of the curved part 34 is then out of contact with the end 36 of the arm 25 of the lever 16,
When switching on the. motor, the suction created by the motor and transmitted to the vacuum chamber 21, sucks the membrane 20 against the force of the spring 26. The membrane 20 therefore returns to the position shown in FIG. 1. The spring 18 then opens the fuel valve 14 and turns the lever 16 until the end 36 of this lever is in contact with the end 35 of the bent part 34. The fuel pressure in the fuel chamber 11 rises immediately, and it is again regulated normally by the membrane 19 of the pressure regulator.
It can be seen that the device shown in Figs. 1 and 2 include both a pressure regulator and an automatic shut-off device. The pressure regulator and the device
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automatic shut-off have in common the fuel chamber 11, the fuel valve 14 and the transmission lever 16, while, in the existing arrangements, the pressure regulator and the automatic shut-off device constitute two separate devices each having their fuel chamber and fuel valve. It is in the fact of bringing together the pressure regulator and the automatic shut-off device in a single device and of making them actuate a common valve that the merit of the invention lies.
In the device shown in Figs. 1 and 2, when the engine stops, the fuel pressure in the fuel chamber 11 before stopping the engine is such that the force it exerts on the membrane 19 of the pressure regulator balances the spring 33. In order for the automatic shut-off device to perform its function when stopping the engine, that is to say to cause the valve to close, the spring 26 must necessarily be strong enough to overcome the pressure. pressure exerted by the fuel contained in the fuel chamber 11 on the membrane 20. Once the engine has stopped and the valve 14 is closed, the pressure in the fuel chamber 11 drops.
When the engine is restarted, the vacuum created by the rotation of the engine must necessarily be greater than the spring 26, so that the valve 14 opens and the carburetor is supplied with fuel.
In order to reduce the vacuum necessary to cause the opening of the automatic shut-off device, it is known from the Applicant's prior patent, N 369. 959, to cause the vacuum to act on the movable wall of a vacuum chamber. mechanically connected to the membrane of the automatic shut-off device arranged in the wall of the fuel chamber, instead of causing it to act directly on this membrane. This arrangement makes it possible to give the surface
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of the movable wall on which the depression acts a larger area than the membrane arranged in the wall of the fuel pipe, or to multiply the force exerted by the depression on said movable wall by means of an appropriate lever .
Such an arrangement has been shown in FIG. 3.
According to this arrangement, the automatic shut-off device comprises a vacuum chamber 37 provided with a membrane 38 loaded by a spring 39. The membrane 38 is connected at its center by a connecting rod 40 to a lever 41 articulated around the axis 42 .
The lever 41 acts on a stud 43 carried by a membrane 44 arranged in the wall of the fuel chamber 11 and playing the same role as the membrane 20 of the device shown in.
Figs. 1 and 2. The membrane 44 carries a rod 45 which plays the same role as the rod 24 of the device shown in FIGS. 1 and 2. The effect of the lever 41 is to multiply the force which is exerted by the vacuum on the membrane 38 and which is transmitted to the membrane 44 via the lever 41 and the stud 43. The space 46 included between the membranes 38 and 44 communicates with the air intake 2 of the carburetor via a duct 47, but it could also be directly open to the atmosphere.
The device shown in FIG. 3 operates exactly like the device shown in Figs. 1 and 2, but the vacuum required to lift the membrane 38 when the engine is started and to allow the fuel valve 14 to open, is lower than in the device shown in Figs. 1 and 2.
Moreover, the realization of the automatic shut-off device matters little with regard to the invention, since the object of the invention is not this embodiment itself, but the combination of the automatic shut-off device and the pressure regulator. the invention, the device membrane
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automatic shut-off arranged in the wall of the fuel chamber is actuated by the vacuum so as to cause the fuel valve to close when the engine stops and the vacuum is canceled, and to allow the opening of this valve when the engine is running and a certain vacuum is created by the engine in the suction pipe.
But the way in which the depression acts on this membrane is immaterial as regards the present invention.
In the device shown in Figs. 4 and 5, the membrane 15 of the pressure regulator is connected by a rod 48 to the end 49 of a free lever 50. The lever 50 is connected at a second point 51 by a rod 52 to the membrane 53 of the pressure regulator. pressure arranged in the wall of the fuel chamber 11. The membrane 53 is itself connected by a rod 54, a lever 55 articulated around an axis 56, and a rod 57, to a membrane 58 arranged in the wall of the vacuum chamber 37. The membrane 58 is loaded by the spring 39.
A stop 65 limits the movements of the membrane 58 under the effect of the vacuum, against the force of the spring 39, while a second stop 66 limits the movements of the membrane 58 in the opposite direction. This second stop could moreover be omitted. A third stop 67 limits the movements of the membrane 19 under the effect of the thrust of the spring 33.
The second end 59 of the lever 50 is capable of coming into contact with the tail 60 of the fuel valve 61 which controls the entry of the fuel delivered by the conduit 13 to the fuel chamber 11. The valve 61 has a cylindrical guide. 62 pierced with orifices 63 for the passage of fuel. This valve is loaded by a light spring 64 which tends to return the valve to the closed position.
The operation of the device is as follows:
In normal operation (fig. 4), the depression acting on
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the membrane 58 maintains this membrane applied in contact with the stop 65 against the force of the spring 39, so that the connection point 51 between the lever 50 and the membrane 53 of the automatic stop device is fixed. The diaphragm 19 of the pressure regulator regulates the opening of the fuel valve 61 by means of the lever 50 pivoting about the fixed point 51. The spring 64 maintains the end of the stem 60 of the valve 61 in contact. of the end 59 of the lever 50.
If the motor stops (Fig. 5), the spring 39 pushes the diaphragm 58 back until the rod 57 has reached the stop 66. The lever 55 pivots around the axis 56 and lifts the diaphragm 53 from the device. automatic shutdown. This movement is transmitted to the articulation point 51, which moves upwards and drives the lever 50 in a direction allowing the valve 61 to close. When the rod 57 reaches the stop 66, the end 59 is out of the way. contact with the end of the stem 60 of the valve 61. This valve can therefore close completely. The fuel flow is stopped, and the fuel pressure in chamber 11 drops.
The spring 33 then pushes back the membrane 19 of the pressure regulator, but the movement of this membrane is limited by the stop 67 which prevents the lever 50 from reaching a position for which the end 59 of this lever would again come into contact with it. the tail 60 of the fuel valve 61, and would open that valve again.
When the engine is started, the vacuum acting on the membrane 58 lifts the latter, and the movement of this membrane is transmitted to the membrane 53 and to the point of articulation 51, which stabilizes. The lever 50 then pivots around the articulation point 49, and its end 59 causes the opening of the valve 61. The pressure in the fuel chamber 11 then rises, and the membrane 19 intervenes to regulate the fuel pressure. in this room, as stated above.
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In the device shown in Figs. 6 and 7, the valve 61 is aotée by the end 68 of a lever 69 pivoting about an axis 70. The spring 64 tends to maintain the stem 60 of the valve 61 in contact with the end 68, and, by pushing back this end, it tends to keep the opposite end 71 of the lever 69 in contact with the center of the membrane 19 of the pressure regulator loaded by the spring 33. The connection between the end 68 of the lever and the valve of a on the one hand, and between the end 71 of the lever and the membrane on the other hand, could be positive connections, the stem of the valve and the membrane being able for example to be connected to these ends by articulations. The movements of the membrane 19 against the force of the spring 33 are limited by a stop 72.
The membrane 73 of the automatic shut-off device arranged in the wall of the vacuum chamber 21 is capable of coming into contact by its center with the end 71 of the lever 69 (Fig. 7), under the effect of the thrust. of the spring 74 which charges the membrane 73. The membranes 19 and 73: have substantially the same useful surface. In practice, these membranes will be substantially identical. The force of the spring 74 is lélègement greater than the force of the spring 33. The movements of the diaphragm 73 against the thrust of the spring 74 are limited by a stop 75.
The operation of the device is as follows:
While the engine is running (Fig. 6), the vacuum transmitted to the chamber 21 keeps the diaphragm 73 in contact with the stop 75 against the thrust of the spring 74. The diaphragm 19 of the pressure regulator regulates the opening of the valve. 61 by means of the lever 69, the end 71 of which is held pressed against the membrane 19 by the thrust of the valve spring 64.
When the engine stops (Fig. 7), the spring 74 pushes back the diaphragm 73, and the latter comes into contact with the ex-
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end 71 of lever 69. The two membranes are then in contact with this end 71, and the force applied to the end 71 is the result of the forces applied to the two membranes 73 and 19. These membranes having substantially equal useful surfaces , the thrusts exerted by the fuel on one and the other membrane are equal and are consequently in equilibrium. The end 71 is therefore subjected to a force equal to the difference between the forces of the springs 74 and 33.
This force moves the end 71 downwards and consequently allows the valve 61 to close under the effect of the thrust of the pressurized fuel delivered by the duct 13, to which the force of the spring 64 is added. The spring 64 can moreover be omitted, the thrust of the fuel on the valve being sufficient to keep the latter closed.
When the engine is started, the vacuum transmitted to the membrane 73 tends to lift this membrane and to allow the opening of the valve 61. The force which opposes this opening is constituted by the difference between the forces of the valve. spring 74 and spring 33, increased by the thrust of fuel on valve 61 and the force of spring 64.
As the valve 61 has a very small area compared to the diaphragm 73, and as on the other hand the force of the spring 64 and the difference between the forces of the springs 74 and 33 can be chosen as low as desired, the The force required to lift the membrane 73 and cause the opening of the valve 61 is very low compared to the surface of this membrane, and a very low vacuum is sufficient to cause the opening of the valve 61.
When the valve 61 opens, the fuel pressure in the fuel chamber 11 increases, but the membrane 19 of the pressure regulator keeps the end 71 of the lever 69 applied against the membrane 73, as long as the fuel pressure in the fuel chamber 11 is
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not sufficient to balance the force of the spring 33. When the fuel pressure becomes sufficient to balance the force of the spring 33, the diaphragm 19 stops rising, and therefore the valve 61 does not open further.
The thrust exerted by the fuel on the membrane 73 of the automatic shut-off device is then equal to the force of the spring 33, since the membranes 73 and 19 have equal working surfaces and the pressure of the fuel on the membrane 19 balances the pressure. force of the spring 33. It is therefore sufficient that the depression transmitted to the membrane 73 exerts on this membrane a force greater than the difference between the forces of the springs 74 and 33 for the membrane 73 to continue its movement leaving contact with the end. 71 of the lever 69 and comes into contact with the stop 75. As the difference between the forces of the springs 74 and 33 can be chosen as small as one wishes, it follows that the vacuum necessary to keep the diaphragm 73 in contact with it. the stop 75 is very weak.
Thanks to this, there is no risk of the automatic shut-off device closing while the engine is running, during restarting (accelerations), because, even when the shutter is suddenly opened while the engine is idling, the vacuum remains greater than the very low value necessary to keep the membrane 73 in contact with the stop 75.
To balance the pressure exerted by the fuel on the diaphragm of the automatic shut-off device by the pressure exerted by the fuel on the diaphragm of the pressure regulator when the unilateral connection between these two membranes is operative, it is necessary to 'It is not necessary that nes two membranes have equal useful surfaces, as shown in Figs. 6 and 7. These two membranes can have unequal useful surfaces, provided that the unilateral connection which connects them multiplies in a suitable ratio the forces transmitted from one to the other membrane. Such an available
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sition has been shown in Fig, 8.
In the arrangement shown in FIG. 8, the fuel chamber comprises two compartments 76 and 77 which communicate freely, The arrival of fuel to the chamber 76-77 is controlled by the valve 61, and this fuel chamber supplies the fuel outlet 4 which opens into the chamber mixture of the carburetor (not shown).
The diaphragm 78 of the pressure regulator separates the compartment 76 from an air chamber 79 which is connected to the air intake and to the mixture chamber of the carburetor by a duct 80, in the same manner as the chamber. air 28 of the device shown in Figs. 6 and 7. The membrane 81 of the automatic shut-off device separates the compartment 77 from a vacuum chamber 82 which communicates via a conduit 83 with the suction pipe of the engine, in the same way as the vacuum chamber 21 of the engine. device shown in Figs. 6 and 7.
The diaphragm 78 is loaded by a spring 86 and carries a rod 84 which passes through a guide 85. The inner end 87 of the guide 85 forms a stop for the diaphragm 78. The stem 60 of the valve 61 is normally kept in contact with the center of the diaphragm. the membrane 78 by the spring 64.
The membrane 81 is loaded by a spring 88 and carries a rod 89 passing through a guide 90. The lower end !. of the guide 90 forms a stop for the membrane 81.
A lever with two arms 92, articulated around the axis 93, is capable of coming into contact by its ends 94 and 95 with two heads 96 and 97 respectively terminating the rods 84 and 89. The arms a and b of the lever 92 and the surfaces S and S 'of the membranes 78 and 81 are determined such that the thrust of the fuel on the membrane 78 substantially balances the thrust of the fuel on the membrane 81 via the lever 92, when the heads 96 and 97 rods 84 and 89 are both in contact with the corresponding ends
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dantes 95 and 94 of lever 92.
In other words, substantially a: Sb = S'a Spring 88 is determined such that its force is slightly greater than it should have to balance the force of spring 86.
The device thus defined operates in exactly the same way as the device shown in Figs. 6 and 7.
While the engine is running, the members occupy the position shown in FIG. 8. The vacuum maintains the membrane 81 of the automatic shut-off device in contact with the stop 91, and the end 95 of the lever 92 is out of contact with the head 96 of the rod 84 carried by the membrane 78 of the pressure regulator. . The opening of the valve 61 is therefore regulated by the membrane 78, which acts on the stem 60 of this valve.
When the engine is stopped, the spring 88 pushes the membrane 81 which drives with it the rod 89 and the lever 92. The end 95 of this lever comes into contact with the head 96 and lifts the membrane 78 by means of the rod 84 against the force of the spring 86, which, as indicated, is too weak to balance the force of the spring 88. The stem 60 of the valve 61 is thus released, and the spring 64 causes the closing of the valve. the valve 61.
The only difference between the device shown in FIG. 8 and the device shown in FIGS. 6 and 7 is that, during the opening of the valve by the operation of the automatic shut-off device, under the effect of the vacuum created by the engine, the balancing of the thrusts exerted by the fuel on the membranes 78 and 81 of unequal useful surfaces takes place by means of the lever 92, the arms of which are unequal, instead of, in the device shown in Figs. 6 and 7, the balancing of the thrusts exerted by the combus.
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tible on the membranes 19 and 73 of equal working surfaces, takes place via the end 71 of the lever 69 interposed between the centers of the two membranes.
Fig. 9 shows another variant of the device shown in Figs, 6 and 7, in which the two springs 74 and 33 are replaced by a single spring.
In the device shown in FIG. 9, the fuel chamber is divided into two compartments 98 and 99 communicating through the conduit 100. The membrane 19 of the pressure regulator is arranged in the wall of the compartment 98 and separates the latter from the air chamber 28. The membrane 73 of the automatic shut-off device is arranged in the wall of the compartment 99 and separates the latter from the vacuum chamber 21. The membranes 19 and 73 have substantially the same useful surface.
The air chamber 28 and the vacuum chamber 21 are separated by a wall 101 ′ which carries a guide 102, in which slides a cylindrical part 103 carried by the membrane 19.
The upper edge 104 of the guide 102 forms a stop for the membrane 73. The membrane 73 carries a cylindrical part 105 which engages inside the cylindrical part 103. The part 105 ends with a collar 106 which is likely to come in. in contact with a shoulder 107 arranged at: The end of part 103. The two cylindrical parts 103 and 105 are hollow, and inside these parts is arranged a spring 108 compressed between the two membranes 19 and 73.
The spring 64 mows to apply the tail 60 of the valve 61 against the membrane 19 of the pressure regulator;
This device operates in a manner analogous to the device shown in FIGS. 6 and 7.
While the engine is running, the vacuum transmitted to the chamber 21 maintains the membrane 73 of the automatic shut-off device in contact with the stop 104. The membrane 19 of the pressure regulator, which is subjected to the pressure of the spring
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108, minus the fuel thrust on valve 61 and the spring force 64, adjusts the valve opening and fuel pressure in the fuel chamber 98-99, the flange 106 and the shoulder 107 being out of contact.
The equilibrium pressure in the fuel chamber 98-99 is therefore slightly less than the pressure which would be necessary to balance the spring 108, since this pressure balances the difference between the force of the spring 108 on the one hand and the force spring 64, increased by the fuel thrust on valve 61, on the other hand. The fuel. exerts on the membrane 73 a force equal to the force which it exerts on the membrane 19, so that the difference between the force exerted by the spring 108 on the membrane 73 and the opposing pressure exerted by the fuel on this same membrane , is equal to the force of the spring 64, increased by the thrust of the fuel on the valve 61.
It suffices that the vacuum transmitted to the membrane 73 exerts on this membrane a force greater than this difference, so that the membrane 73 is maintained in contact with the stop 104, which corresponds to a very low value of the vacuum.
When the engine is stopped, there is no longer any negative pressure in the chamber 21, and therefore the spring 108 expands against the pressure exerted by the fuel on the membranes 19 and 73, which pressure, as has been indicated , is insufficient to balance the spring 108. The collar 106 then comes into contact with the shoulder 107. As the membranes 19 and 73 have substantially the same useful surface area, the pressures exerted by the fuel on these two membranes are balanced, if although the assembly of these membranes and the cylindrical parts 103 and 105, which are in contact with one another, can be moved effortlessly.
This assembly therefore opposes no resistance to the movement of the valve 61, which closes under the pressure of the spring 64, as well as under the pressure of the fuel.
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tible which tends to close this valve.
When switching on the. engine, a low depression capable of exerting on the membrane 73 a force greater than the force of the spring 64, increased by the thrust of the fuel on the valve 61, is sufficient to cause the opening of this valve. * Once this valve is opened, the diaphragm 19 of the pressure regulator intervenes to adjust the opening of the valve as described above.
It is obvious that the mechanical connections between the various members can be modified in many ways without going beyond the scope of the invention. Likewise, the specific provisions of the pressure regulator and of the automatic shut-off device may be modified, since the specific constitution of the pressure regulator on the one hand and of the automatic shut-off device on the other hand do not form part of the present invention. Finally, it is clear that the invention in no way depends on the type of carburetor to which it is applied and on the particular arrangements of this carburetor.
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