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PROCEDE ET CARBURATEUR POUR L'OBTENTION D'UN MELANGE GAZEUX POUR MOTEURS A EXPLOSION.
La présente invention concerne les carburateurs utilisés pour la formation de mélanges gazeux pour moteurs à explosion.
On sait que les mélanges gazeux destinés à être introduits dans les moteurs à explosion sont obtenus jusqu'ici par une pulvérisation du carburant liquide dans un courant d'air aspi- ré par le moteur. Il en résulte que le carburant n'est qu'en partie vaporisé, et se présente encore sous forme vésiculaire ou de fines gouttelettes. La présence dans ce mélange gazeux des fines gouttelettes de liquide, présente des inconvénients.
C'est ainsi que ces fines gouttelettes, lorsqu'elles se trou- vent dans les cylindres des moteurs, brûlent incomplètement, et donnent naissance à des dépôts de carbone nuisibles, sur les surfaces internes des cylindres, ainsi que sur les dispositifs
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d'allumage. Il en résulte, non seulement un certain encrassa- ge, mais également une augmentation de la consommation d'essen- ce, étant donné que toutes les calories disponibles dans l'es- sence ne sont pas utilisées pour le fonctionnement du moteur.
D'autre part, les mélanges gazeux sont obtenus en général au moyen d'organes délicats, tels que des gicleurs, par exemple, qui présentent des ouvertures de section tellement petite, qu'ils s'obstruent encore d'une manière relativement fréquente par des impuretés, même de faible dimension.
La présente invention a pour but de remédier à ces incon- vénients.
Dans ce but, suivant le procédé objet de l'invention, le carburant liquide est préalablement transformé en vapeur avant d'être introduit dans l'air qui se dirige vers le moteur. La vaporisation du carburant liquide est de préférence obtenue par une dépression créée dans une chambre appropriée, jouant le rôle de réservoir de carburant gazeux. La dépression créée dans la chambre de vaporisation est obtenue, par exemple, par l'é- coulement dans le carburateur, de l'air appelé par le moteur, qui joue le rôle de pompe à vide.
En pratique, la chambre de vaporisation est reliée par un canal au conduit de pénétration de l'air dans le moteur. L'ou- verture de communication de la chambre de vaporisation avec le conduit de pénétration d'air, peut être plus ou moins fermé par un obturateur dont le mouvement dépend de celui du papillon de réglage de l'admission de l'air.
Afin de bien faire comprendre l'invention, on en donnera ci-après deux exemples de réalisation.
La fige 1 est une coupe verticale pratiquée dans un carbu- rateur présentant une chambre de vaporation remplie en partie de carburant à vaporiser.
La fig. 2 est une coupe verticale pratiquée dans un plan perpendiculaire au plan de coupe de la fig. l, et passant par
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l'axe du conduit d'entrée d'air vers le moteur.
La fig. 3 est une coupe analogue à la fige 1 dans une deuxième forme de réalisation du carburateur comportant une chambre de vaporisation ne contenant pas de carburant liquide.
La fig. 4 représente une coupe analogue à celle de la fig. 2, dans le carburateur représenté fig. 3.
Dans les fig. 1 et 2, 1 désigne une chambre de vaporisa- tion hermétiquement close, qui contient une certaine quantité de carburant liquide 2, maintenu à un niveau constant grâce à un flotteur 3, qui commande la fermeture d'un pointeau 4, par l'intermédiaire d'un levier 5, pivotant autour d'un axe 6. Ce pointeau ferme ou ouvre un tuyau 7, par où se fait l'arrivée du carburant. Une tôle perforée (non représentée) peut être placée légèrement au-dessus du niveau du liquide, afin d'évi- ter les projections de celui-ci pendant la marche du véhicule.
La chambre de vaporiàation 1 est accolée à un conduit tu- bulaire 8, par lequel s'effectue l'entrée d'air (dans le sens indiqué par la flèche) aspiré par le moteur. Un papillon de règlage 9, solidaire d'un axe 10, peut pivoter d'un quart de tour, de manière à fermer ou ouvrir la section du conduit 8, pour arrêter ou permettre le passage de l'air vers le moteur.
A l'intérieur du conduit 8, débouche un canal 11, recour- bé dans la direction du moteur, dont l'ouverture 12 dirigée ,vers le moteur, débouche dans l'axe d'un diffuseur 13, fixé à l'intérieur du conduit 8. Ce canal met en communication la chambre de vaporisation 1 avec le conduit 8.
D'autre part, l'axe 10, sur lequel est fixé le papillon 9, traverse à frottement doux, mais de façon étanche, la paroi du tube 8, pour déboucher dans la chambre de vaporisation 1. Son extrémité pivote dans un coussinet 14, conçu de manière à ne permettre aucune infiltration d'air venant de l'extérieur, vers l'intérieur de la chambre de vaporisation. Sur cet axe 10, est monté un manchon 15, auquel est fixée une pièce métallique élas tique jouant le role d'obturateur 16, d'une forme appropriée, @
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par exemple en forme de secteur, qui permet, grâce au. tracé de son bord extérieur, de découvrir progressivement le trou 17, formé par l'extrémité du canal 11 débouchant dans la chambre de vaporisation.
Le mouvement d'oscillation de l'obturateur 16 correspond à celui du papillon 9.
Le conduit 8 se termine à sa partie tournée vers le moteur, par une pièce plate ou base 18, qui a pour but de fixer le car- burateur à la tubulure d'admission du moteur.
Enfin, sur l'axe 10, dont l'extrémité opposée à la chambre de vaporisation traverse également le conduit 8, se trouve fixé un bras de levier 19, terminé par une rotule 20, où vient s'ap- pliquer la commande d'accélérateur du moteur.
Le carburateur ainsi construit fonctionne de la manière suivante :
Lorsque le moteur est mis en marche, soit par le démarreur soit à la main, celui-ci crée une dépression dans le conduit d'admission d'air 8, de telle sorte que l'air extérieur appelé dans ce conduit se dirige vers le moteur pour tenter de combler cette dépression. Celle-ci se transmet également par l'intermé- diaire du canal 11, à la, chambre de vaporisation 1. Il en ré- sulte la création d'un certain vide dans cette chambre. Aussi- tôt la nappe de carburant qui s'y trouve, entre en ébulition, et le carburant se vaporise, de telle sorte que des vapeurs d'essence remplissent la partie libre de la chambre de vapori- sation. L'ébulition se poursuit jusqu'à complète saturation de l'espace qui se trouve au-dessus du niveau du liquide.
Le mo- teur continuant à tourner, entretient la dépression dans le con- duit 8, et les vapeurs de carburant s'écoulent naturellement par le trou 17 et par le canal 11, vers le conduit 8, dans le- quel elles débouchent pour se mélanger à l'air qui se dirige vers le noteur. Ce mélange explosif arrive dans les cylindres du moteur, et celui-ci peut alors fonctionner par ses propres moyens en continuant à maintenir une dépression dans le con- duit 8.
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Le carburant se vaporisant dans la chambre de vaporisation, le niveau du liquide s'abaisse, ce qui a pour effet d'entrainer le flotteur 3, qui, en s'abaissant, commande le levier 5, qui pivote autour de son axe 6, et libère le pointeau 4, permettant ainsi à du nouveau carburant amené par le tuyau 7, de s'écouler dans la chambre de vaporisation 1, afin de ramener le niveau du liquide à son point normal primitif. Le carburant valorisé est ainsi remplacé progressivement, et son niveau maintenu constant dans la chambre de vaporisation.
D'autre part, le papillon étant solidaire de l'obturateur 16, par l'intermédiaire de l'axe 10, il en résulte quelorsque l'accélérateur ouvre, par l'intermédiaire des pièces 20 et 19, le papillon 9, afin d'augmenter l'alimentation du moteur, l'ob- turateur 16 découvre progressivement en même temps le trou 17, permettant ainsi le passage d'une quantité de vapeur de carbu- rant proportionnelle à l'air aspiré par le moteur. Cette pro- portion peut être déterminée par avance, par le contour exté- rieur de l'obturateur 16. Il est ainsi possible, grâce à un obturateur adéquat et à un trou 17 de grandeur appropriée, d'ob- tenir le mélange le plus parfait et le plus favorable à tous les régimes du moteur.
Les f ig. 3 et 4 montrent une autre forme de réalisation d'un carburateur dans lequel la chambre de vaporisation ne con- tient pas de liquide. Dans ces figures, la chambre de vaporisaè tion 1 est également accolée à un conduit 8 d'entrée d'air vers le moteur. Comme dans l'exemple représenté fig, 1, ce conduit contient un papillon 9, surmonté d'un axe 10, commandé par un levier 19 et une rotule 20. Sous ce papillon se trouve également un diffuseur 13, dans l'axe duquel se trouve l'ouverture 12 d'un canal 11 dirigé vers le moteur, et qui débouche par une ouverture 17 dans la chambre de vaporisation 1.
L'axe 10 tra- verse également cette chambre de vaporisation, mais ne porte plus de dispositif obturateur du trou 17, qui reste ainsi cons-
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tassent ouvert. Par contre, sur cet axe 10, se trouve fixée une pièce métallique élastique ou obturateur 21, de forme tel- le qu'elle permet de découvrir le trou 22 par lequel le tuyau 7 d'amenée du carburant débouche dans la chambre de vaporisa- tion 1. Le réglage se fait ainsi, non plus sur la quantité de vapeur de carburant qui doit sortir de la chambre de vaporisa- tion 1, mais sur la quantité de carburant qui, sortant du tuy- au 7, est autorisée à se vaporiser dans la chambre 1.
Afin d'é- viter que des gouttelettes de carburant qui sortent du tuyau 7 ne pénètrent directement par aspiration dans le canal 11, un déflecteur (non représenté) peut être éventuellement placé en- tre le tuyau 7 et le trou 17 du canal 11.
Grâce à ce système, le carburant est introduit dans la chambre 1 progressivement et proportionnellement à la quantité du mélange explosif servant à l'alimentation du moteur. Comme la. pièce métallique 21 se déplace en même temps que le papil- lon 9, il est possible de régler, par un contour extérieur ap- proprié de cette pièce jouant le rôle d'obturateur, la quanti- té de carburant à vaporiser, en fonction de l'air aspiré par le moteur.
Afin d'éviter un gaspillage de vapeurs de carburant aspi- rées par le moteur lors d'une fermeture brusque du papillon 9, un second obturateur peut être prévu dans la chambre 1, devant l'ouverture 17, par où s'effectue l'évacuation de ces vapeurs.
Cet obturateur est également commandé par la manoeuvre du pa- pillon 9.
Il est aisé de se rendre compte des réels avantages de ce nouveau procédé d'obtention d'un mélange gazeux, par vaporisa- tion préalable du carburant, avant son mélange à l' air. Le mé- lange explosif ne contient plus de carburant liquide sous for- me de gouttelettes, qu'il n'est pas possible d'éliminer complè- tement dans les appareils actuellement existants. Le mélange explosif formé par vaporisation préalable est parfait et peut /
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être approprié avec précision aux différents régimes du moteur, ce mélange ne devant pas, en effet, être le même à tous les ré- gimes.
Il en résulte une économie sensible de carburant, à ren- dement équivalent du moteur, étant donné que l'on évite la com- bustion incomplète des gouttelettes de carburant qui se trou- vent dans tous les mélanges gazeux actuellement formés.
L'appareil préconisé pour la réalisation du procédé est d'une grande simplicité, d'une réalisation peu coûteuse, et d'une possibilité de règlage parfait, qui peut être obtenu par un découpage approprié du bord extérieur de l'obturateur qui commande, soit le départ des vapeurs de carburant, soit l'ar- rivée du carburant liquide.
L'emploi d'un carburateur de ce genre permet d'éviter to- talement les "pannes" actuellement encore assez fréquentes, et qui proviennent de l'obstruction des gicleurs bouchés du obs- trués par des impuretés parfois de très faible volume.
Enfin, par suite de la suppression de la combustion incom- plète des gouttelettes de carburant, on en arrive à un encras- sement presque nul des organes du moteur en contact avec le mé- lange explosif. Il est évident qu'un carburateur de ce genre peut être éventuellement complété par certains appareils acces- soires, tels que par exemple, pa,r des dispositifs de réchauffa- ge du carburant liquide qui peuvent être utiles dams certaines circonstances, comme par exemple lors de son emploi dans les pays froids.
Enfin, par suite de @a simplicité et du coté ra- tionnel de son fonctionnement, un carburateur de ce genre peut être utilisé pour tous les carburants liquides (essence, ben- zol, etc.) sans qu'il soit nécessaire d'apporter à l'appareil des transformations autres que celle du remplacement de l'ob- turateur qui doit être approprié au carburant employé.
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PROCESS AND CARBURETOR FOR OBTAINING A GAS MIXTURE FOR EXPLOSION ENGINES.
The present invention relates to carburettors used for the formation of gas mixtures for internal combustion engines.
It is known that the gas mixtures intended to be introduced into internal combustion engines have hitherto been obtained by spraying the liquid fuel into a stream of air sucked in by the engine. The result is that the fuel is only partially vaporized, and is still present in vesicular form or in fine droplets. The presence in this gas mixture of fine droplets of liquid has drawbacks.
Thus these fine droplets, when they are in the cylinders of the engines, burn incompletely, and give rise to harmful carbon deposits, on the internal surfaces of the cylinders, as well as on the devices.
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ignition. This not only results in some fouling, but also an increase in fuel consumption, since not all of the calories available in the gasoline are used for engine operation.
On the other hand, gas mixtures are generally obtained by means of delicate members, such as nozzles, for example, which have openings of such small cross-section that they are still blocked relatively frequently by impurities, even of small size.
The object of the present invention is to remedy these drawbacks.
For this purpose, according to the method which is the subject of the invention, the liquid fuel is previously converted into vapor before being introduced into the air which is directed towards the engine. The vaporization of the liquid fuel is preferably obtained by a vacuum created in a suitable chamber, playing the role of a gaseous fuel tank. The vacuum created in the vaporization chamber is obtained, for example, by the flow into the carburetor of the air drawn by the engine, which acts as a vacuum pump.
In practice, the vaporization chamber is connected by a channel to the air penetration duct in the engine. The communication opening of the vaporization chamber with the air penetration duct can be more or less closed by a shutter whose movement depends on that of the air intake regulating butterfly.
In order to make the invention fully understood, two embodiments thereof will be given below.
Fig. 1 is a vertical section made in a carburetor having a vaporization chamber partly filled with fuel to be vaporized.
Fig. 2 is a vertical section taken in a plane perpendicular to the section plane of FIG. l, and passing through
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the axis of the air inlet duct to the engine.
Fig. 3 is a section similar to figure 1 in a second embodiment of the carburetor comprising a vaporization chamber not containing liquid fuel.
Fig. 4 shows a section similar to that of FIG. 2, in the carburetor shown in fig. 3.
In fig. 1 and 2, 1 designates a hermetically sealed vaporization chamber, which contains a certain quantity of liquid fuel 2, maintained at a constant level by means of a float 3, which controls the closing of a needle 4, via a lever 5, pivoting about an axis 6. This needle closes or opens a pipe 7, through which the arrival of fuel is made. A perforated sheet (not shown) can be placed slightly above the level of the liquid, in order to prevent projections of the latter while the vehicle is in motion.
The vaporization chamber 1 is attached to a tubular duct 8, through which the air inlet (in the direction indicated by the arrow) sucked by the motor takes place. A regulating butterfly 9, integral with an axis 10, can pivot a quarter of a turn, so as to close or open the section of the duct 8, to stop or allow the passage of air to the engine.
Inside the duct 8, a channel 11 opens, curved in the direction of the motor, the opening 12 of which directed towards the motor, opens out into the axis of a diffuser 13, fixed inside the conduit 8. This channel puts the vaporization chamber 1 in communication with the conduit 8.
On the other hand, the axis 10, on which the butterfly 9 is fixed, crosses with gentle friction, but in a sealed manner, the wall of the tube 8, to open into the vaporization chamber 1. Its end pivots in a bearing 14 , designed so as not to allow any infiltration of air coming from the outside, towards the interior of the vaporization chamber. On this axis 10 is mounted a sleeve 15, to which is fixed an elastic metal part playing the role of shutter 16, of an appropriate shape, @
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for example in the form of a sector, which allows, thanks to the. trace of its outer edge, to gradually discover the hole 17, formed by the end of the channel 11 opening into the vaporization chamber.
The oscillating movement of the shutter 16 corresponds to that of the butterfly 9.
The duct 8 ends at its part facing the engine, with a flat part or base 18, the purpose of which is to fix the carburettor to the engine intake manifold.
Finally, on the axis 10, the end of which opposite the vaporization chamber also passes through the duct 8, is fixed a lever arm 19, terminated by a ball joint 20, to which the control of the vaporizer is applied. engine accelerator.
The carburetor thus constructed works as follows:
When the engine is started, either by the starter or by hand, the latter creates a vacuum in the air intake duct 8, so that the outside air called into this duct is directed towards the engine to try to fill this depression. This is also transmitted by the intermediary of the channel 11, to the vaporization chamber 1. The result is the creation of a certain vacuum in this chamber. As soon as the slick of fuel therein comes to a boil, and the fuel vaporizes, so that gasoline vapors fill the free part of the vaporization chamber. Boiling continues until complete saturation of the space above the level of the liquid.
As the engine continues to run, the vacuum in line 8 is maintained, and the fuel vapors flow naturally through hole 17 and through channel 11, towards line 8, into which they open out to be mix with the air going to the rater. This explosive mixture arrives in the cylinders of the engine, and the latter can then operate on its own, continuing to maintain a vacuum in line 8.
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As the fuel vaporizes in the vaporization chamber, the level of the liquid is lowered, which has the effect of driving the float 3, which, while lowering, controls the lever 5, which pivots around its axis 6, and releases the needle 4, thus allowing new fuel supplied by the pipe 7, to flow into the vaporization chamber 1, in order to bring the level of the liquid back to its original normal point. The recovered fuel is thus gradually replaced, and its level kept constant in the vaporization chamber.
On the other hand, the throttle being integral with the shutter 16, via the axis 10, the result is that when the accelerator opens, via the parts 20 and 19, the throttle 9, in order to When increasing the power to the engine, the shutter 16 gradually uncovers the hole 17 at the same time, thus allowing the passage of a quantity of fuel vapor proportional to the air drawn in by the engine. This proportion can be determined in advance, by the outer contour of the shutter 16. It is thus possible, by means of a suitable shutter and a hole 17 of suitable size, to obtain the best mixture. perfect and the most favorable at all engine speeds.
The f ig. 3 and 4 show another embodiment of a carburetor in which the vaporization chamber does not contain liquid. In these figures, the vaporization chamber 1 is also contiguous to an air inlet duct 8 towards the engine. As in the example shown in fig, 1, this duct contains a butterfly 9, surmounted by an axis 10, controlled by a lever 19 and a ball joint 20. Under this butterfly is also a diffuser 13, in the axis of which is finds the opening 12 of a channel 11 directed towards the motor, and which opens out through an opening 17 into the vaporization chamber 1.
The axis 10 also passes through this vaporization chamber, but no longer carries a device for closing the hole 17, which thus remains constant.
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tamp open. On the other hand, on this axis 10, there is fixed an elastic metal part or shutter 21, of a shape such that it allows to discover the hole 22 through which the fuel supply pipe 7 opens into the vaporization chamber. tion 1. The adjustment is thus made, no longer on the quantity of fuel vapor which must leave the vaporization chamber 1, but on the quantity of fuel which, leaving the pipe 7, is authorized to vaporize. in room 1.
In order to prevent fuel droplets coming out of the pipe 7 from directly entering by suction into the channel 11, a deflector (not shown) can optionally be placed between the pipe 7 and the hole 17 of the channel 11.
Thanks to this system, the fuel is introduced into the chamber 1 gradually and in proportion to the quantity of the explosive mixture used to feed the engine. Like the. metal part 21 moves at the same time as the butterfly 9, it is possible to adjust, by an appropriate external contour of this part acting as a shutter, the quantity of fuel to be vaporized, as a function of the air sucked in by the engine.
In order to avoid wasting fuel vapors sucked in by the engine during a sudden closing of the throttle 9, a second shutter can be provided in the chamber 1, in front of the opening 17, through which the valve takes place. evacuation of these vapors.
This shutter is also controlled by the operation of the throttle 9.
It is easy to see the real advantages of this new process for obtaining a gas mixture, by prior vaporization of the fuel, before it is mixed with air. The explosive mixture no longer contains liquid fuel in the form of droplets, which cannot be completely eliminated in currently existing devices. The explosive mixture formed by prior vaporization is perfect and can /
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be appropriate with precision for the different engine speeds, this mixture not having to be the same at all speeds.
This results in a substantial saving in fuel, at equivalent engine output, since incomplete combustion of the fuel droplets which are found in all currently formed gas mixtures is avoided.
The apparatus recommended for carrying out the method is of great simplicity, inexpensive implementation, and the possibility of perfect adjustment, which can be obtained by suitable cutting of the outer edge of the shutter which controls, either the departure of fuel vapors or the arrival of liquid fuel.
The use of a carburetor of this type makes it possible to completely avoid the "breakdowns" which are still quite frequent, and which result from the obstruction of the clogged jets of the clogged by impurities sometimes of very small volume.
Finally, as a result of the elimination of the complete combustion of the fuel droplets, there is almost no fouling of the engine components in contact with the explosive mixture. It is obvious that a carburettor of this kind can possibly be supplemented by certain accessory devices, such as, for example, by devices for heating the liquid fuel which can be useful in certain circumstances, as for example when of its employment in cold countries.
Finally, owing to the simplicity and the rational aspect of its operation, a carburetor of this type can be used for all liquid fuels (gasoline, benzol, etc.) without the need to add to the appliance, conversions other than that of replacing the shutter which must be appropriate for the fuel used.