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Ludwig BEOK, Ludwig BERTELE et Alwin DUSTERLOH
La présente invention est relative à des carburateurs pour moteurs à combustion destinés à servir dans des véhicules. Elle a particulièrement trait à des carburateurs dans lesquels le combustible est déjà mélangé avec de l'air, avant son injection dans la chambre de mélange, et où la quantité d'air introduite à cet effet dans le canal à combustible est commandée obligatoirement.
L'invention a pour objet un carburateur où la quantité d'air qui est ajoutée au combustible avant l'injec- tion de celui-ci dans la chambre de mélange, est soumise à une commande obligatoire, représentant une fonction continue de la chute de pression à l'organe d'étranglement du carburateur.
Un objet spécial de l'invention consiste en un
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dispositif de commande pneumatique pour la mise en action de la soupape par laquelle l'air est introduit dans le combus- tible.
Un autre objet spécial de l'invention consiste en un carburateur dont les canaux d'air et les canaux de combus- tible sont en communication avec le tuyau d'aspiration, à des endroits par le choix desquels il est possible d'obtenir une dépendance continue des quantités d'air introduites dans le combustible de la chute de pression à l'organe d'étranglement du carburateur, sans avoir besoin d'une soupape.
Finalement, l'invention a encore trait à une . série de moyens spéciaux par lesquels on arrive à perfectionner les propriétés des carburateurs de l'espèce ci-dessus décrite, au point de vue de la technique de roulement des véhicules. Ces détails ressortent clairement de la description qui va suivre, laquelle embrasse différentes formes d'exécution de l'objet de l'invention.
Dans les dessins ci-joints :
La fig.l représente un diagramme de la chute de pression à l'étrangleur du carburateur, ainsi que des quantités de combustible aspirées.
La fig.2 est une coupe transversale d'un carburateur avec une soupape à membrane, laquelle commande la quantité d'air introduite dans le combustible.
La fig.3 est une coupe transversale d'un carburateur dans lequel la quantité d'air introduite dans le combustible est commandée par voie purement aérodynamique.
Les figs.4 et 5 représentent finalement deux carburateurs, où les quantités d'air introduites dans le combustible sont soumises à une commande additionnelle par une soupape à air, laquelle est accouplée positivement avec l'étrangleur du carburateur.
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Dans le diagramme figure 1, la courbe A, tracée à tirets et points, représente la chute de pression p qui se produit dans le carburateur d'un moteur de véhicule au papillon d'étranglement, lorsqu'à charge normale (marche à vitesse lentement croissante sur route horizontale) on ouvre tout graduellement ledit papillon de 0 à 70 . La courbe B, tracée à tirets, représente la quantité de combustible par seconde qui, dans ces conditions, est apportée au moteur par un carburateur normal.
La courbe 0 tracée à trait plein représente, comparativement, la quantité de combustible qui devrait être apportée au moteur par seconde, pour observer exactement la proportion de quantité la plus favorable entre le combustible et l'air comburant pour toutes les positions du papillon étrangleur, et obtenir ainsi le maximum de rendement avec le minimum de consommation de combustible.
Comme on le voit, il existe des écarts considérables entre les courbes B et C. Pour créer un carburateur idéal, il faudrait corriger l'alimentation de combustible de façon que la courbe B s'adapte à la courbe C. On a trouvé maintenant que dans son tracé, la courbe A correspond presque exactement à la valeur réciproque de la fonction de correction dont on a besoin pour faire passer la courbe B dans la courbe C. Pour toutes les valeurs d'abscisse de la figure 1, s'applique donc approximativement l'équation :
EMI3.1
où k est un coefficient de transformation fixe. L'invention fait usage de cette notion en se servant de la chute de pression A pour commander les quantités d'air que l'on ajoute d'habitude dans les carburateurs au combustible, avant de l'injecter dans la chambre de mélange.
La figure 3 représente en coupe transversale un carburateur où cette quantité d'air est réglée à l'aide
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d'une soupape à commande pneumatique. Le tuyau d'aspiration 1 du carburateur renferme de la manière usuelle un papillon d'étranglement 2 ainsi qu'un ajutage à air 3, dans lequel pénètre le gicleur 4. Le niveau du combustible est indiqué par la ligne a-b. Le combustible, venant de la chambre à flotteur (non représentée dahs ke dessin), passe par la con- duite 5 et par la pièce de rétrécissement interchangeable 6 dans le gicleur 4, dont la chambre d'emmagasinage annulaire 7 est en communication avec la conduite d'air 8. Cette con- duite 8 est en communication avec l'atmosphère par une soupa- pe qui consiste en un piston fendu 9, lequel se meut de droite à gauche dans un cylindre 10, également fendu.
La commande du piston 9 se fait par une membrane 11, qui ferme hermétiquement l'une vers l'autre les deux chambres d'air 12 et 13, et qui, conveaablement, consiste en une feuille de métal ondulée, comme on en utilise ordi- nairement dans les baromètres anéroïdes. La chambre 12 est par un canal 14 en communication avec la partie du tuyau d'aspiration 1, située derrière le papillon d'étranglement 2.
La chambre 13 communique par le canal 15 avec la partie du tuyau d'aspiration 1 située entre l'ajutage à air 3 et le papillon 2. La membrane 11 représente donc un manomètre qui mesure la chute de pression # p au papillon étrangleur 2, et qui transmet donc au piston..soupape 9 des mouvements qui correspondent au tracé de la courbe A (fig.1).
La soupape 9,10 est réglée de façon à donner libre entrée d'air au canal 8, d'autant plus que la membrane 11 fléchit davantage à gauche, c'est-à-dire plus la chute de pression placerait au papillon 2. Par conséquent, le combustible devant le gicleur 4 reçoit par le canal d'air 8 une quantité d'air qui est d'autant plus grande que la chute de pression au papillon étrangleur devient plus forte. Il est ici d'une importance décisive que le canal 15 ne donne pas
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dans l'atmosphère, mais débouche dans le canal d'air 1, puisque de cette façon on obtient automatiquement une augmentation d'alimentation de combustible lorsque le moteur marche sous une charge accrue.
Si l'on marche par exemple à une vitesse de 60 kilomètres/heure sur un chemin horizontal, le papillon d'étranglement est ouvert de 45 approximativement. Lorsqu'on arrive dans une rampe, on doit ouvrir le papillon à 55 -60 pour conserver la même vitesse avec la charge accrue. Lors même que dans ce cas la dépression agissant au gicleur 4 ne change pas, et qu'un carburateur normal ne fournirait donc pas encore un excédent de combustible pour vaincre la charge accrue, le carburateur représenté et décrit ci-dessus donnera ici une augmentation automatique de l'alimentation de combustible.
Car lorsque le papillon d'étranglement est ouvert de 60 , il se produira évidemment à l'endroit où il est placé une chute de pression sensiblement plus petite que lorsqu'il n'est ouvert que de 45 , la vitesse d'aspiration restant la même. Par conséquent, le piston 9 se meut à droite lors du passage du chemin horizontal au chemin en rampe, diminuant ainsi la quantité d'air qui arrive par le canal 8 dans le gicleur 4. Une quantité de combustible proportionnellement plus grande sera donc aspirée aussitôt que la charge du moteur augmente.
La figure 3 montre un carburateur où le même but est atteint d'une façon encore plus simple. Le tuyau d'aspiration 16 de ce carburateur est parcouru d'air dans le sens de haut en bas. Le gicleur 17 fait donc saillie dans le tuyau d'aspiration 16, derrière le papillon d'étranglement 18. Le gicleur 17 est en communication avec une antichambre 19, dans laquelle débouchent la conduite de combustible 20 et les cieux canaux d'air 21,22. Le canal d'air 22 communique directement avec l'atmosphère, d'une part par le canal de branchement 23,
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dont la section peut se régler avec précision au moyen de la soupape à vis 24, et d'autre part par le canal de branchement 25, dont l'orifice peut se régler par grands gradins au moyen du diaphragme rotatif 26.
Le canal d'air 21 débouche;dans le tuyau d'aspiration 16 entre le papillon d'étranglement 18 et l'ajutage à air 27.
On reoonnait d'emblée que la quantité d'air qui entre dans l'antichambre 19 par le canal 22 doit dépendre de la différence de pression entre les parties et y du tuyau d'aspiration 16, c'est-à-dire de la chute de pression au papillon d'étranglement 18. Par conséquent ce carburateur présente tous les avantages du carburateur décrit avec la figure 2 à l'appui. Mais il possède par rapport à ce dernier carburateur encore l'avantage que sa construction est considérablement plus simple, et que l'on pourra le faire fonctionner sans pompe à essence et sans appareil à flotteur.
Car par un réglage convenable des soupapes à air 24 et 26, on pourra produire dans l'antichambre 19 des dépressions qui suffiront parfaitement pour aspirer le combustible d'un réservoir bas placé jusqu'au gicleur 17. Au moyen du diaphragme rotatif 26, qui peut être actionné du tableau de bord par un fil de tirage métallique 29 à ressort de rappel 28, on peut obtenir d'une manière particulièrement simple une accélération spéciale passagère, ou bien un changement du carburateur du service d'été au service d'hiver, etc..
La figure 4 montre un carburateur semblable, comprenant encore un dispositif auxiliaire. Par ce dispositif, l'alimentation de combustible est mise en dépendance supplémentaire de la position de l'organe d'étranglement à tout moment. Le dispositif auxiliaire consiste en une soupape glissante 30, qui est introduite dans le canal d'air 21 et
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qui est actionnée, par l'intermédiaire de la tige de poussée 31, par une came 32 fixée sur l'axe du papillon étrangleur.
Plus cet étrangleur 18 s'ouvre, plus la soupape 30 se ferme.
L'avantage principal de cette disposition est que l'on pourra donner au canal 21 une largeur suffisante pour couper aussi complètement toute arrivée de combustible au gicleur 17, lorsqu'en pleine vitesse on ferme passagèrement l'étrangleur 18. Ce dispositif auxiliaire donne en outre une meilleure accélération lors du démarrage.
La figure 5 représente un carburateur dans lequel le même résultat est obtenu d'une autre façon. Le tuyau d'aspiration 33 de ce carburateur est parcouru de bas en haut de l'air aspiré, Le gicleur 34 est de nouveau placé derrière l'organe d'étranglement 35. Le canal d'air 37 qui débouche dans l'antichambre 36 conduit, comme dans les carburateurs précédemment décrits, dans le tuyau d'aspiration 33 devant le papillon d'étranglement 35. Il est toutefois pourvu d'un branchement 38 qui conduit à l'ouverture 39. Devant cette ouverture meulée glisse le plateau à came 40, qui est assemblé rigidement avec l'axe du papillon d'étranglement 35, et qui ferme l'ouverture 39 d'autant plus que l'on ouvre ledit papillon d'étranglement.
Lorsque le papillon d'étranglement est entièrement fermé, comme le montre le dessin, le nez 41 de la came 40 soulève la bielle 42, laquelle abaisse alors, par l'intermédiaire du levier 43, la tige de soupape 44, de faqon que la boule de soitpape 45 ferme la conduite de combus.. tible 46. On obtient ainsi sûrement que le moteur ne reçoite plus de combustible par le gicleur principal, lorsqu'on ferme l'organe d'étranglement 35, quelle que soit la vitesse à laquelle le moteur marche au moment de la fermeture de l'étrangleur.
Ce second dispositif auxiliaire pourra évidemment se placer additionnellement sur chacun des carburateurs précédemment décrits,
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Dans la pratique, les carburateurs que l'on vient de décrire pourront évidemment être équipés de tous les dis- positifsauxiliaires'd'usage dans ces appareils (par exemple le gicleur de marche à vide, la pompe d'accélération, l'appa- reil de démarrage, etc..). Ce n'est que pour plus de clarté que dans les dessins ci-joints on a intentionnellement laissé de c8té toutes les parties qui n'ont pas de rapport avec l'objet de l'invention et son fonctionnement.
- REVENDICATIONS -
1- Carburateur pour moteurs de véhicules , au gicleur principal duquel mène, en plus de la conduite de combustible, encore une conduite auxiliaire qui introduit de l'air dans le combustible, avant que celui-ci ne soit injecté dans la chambre de mélange, caractérisé en ce que les quanti- tés d'air introduites dans le combustible à travers le susdit canal d'air (8,21,37) sont soumises à une commande obligatoire qui représente une fonction continue de la chute de pression à l'organe d'étranglement (2,18,35).
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Ludwig BEOK, Ludwig BERTELE and Alwin DUSTERLOH
The present invention relates to carburettors for combustion engines intended for use in vehicles. It particularly relates to carburettors in which the fuel is already mixed with air, before its injection into the mixing chamber, and where the quantity of air introduced for this purpose into the fuel channel is compulsorily controlled.
The object of the invention is a carburettor in which the quantity of air which is added to the fuel before the latter is injected into the mixing chamber is subject to compulsory control, representing a continuous function of the drop in gas. pressure at the carburetor throttle member.
A special object of the invention consists of a
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pneumatic control device for actuating the valve by which air is introduced into the fuel.
Another special object of the invention is a carburetor, the air channels and fuel channels of which are in communication with the suction pipe, at locations by which dependence can be obtained. continuous amounts of air introduced into the fuel from the pressure drop at the throttle member of the carburetor, without the need for a valve.
Finally, the invention also relates to a. series of special means by which it is possible to improve the properties of carburettors of the kind described above, from the point of view of the rolling technique of vehicles. These details emerge clearly from the description which follows, which embraces various embodiments of the subject of the invention.
In the attached drawings:
Fig.l shows a diagram of the pressure drop at the carburetor throttle, as well as the quantities of fuel sucked.
Fig. 2 is a cross section of a carburetor with a diaphragm valve, which controls the amount of air introduced into the fuel.
Fig. 3 is a cross section of a carburetor in which the quantity of air introduced into the fuel is controlled purely aerodynamically.
Figs.4 and 5 finally show two carburetors, where the quantities of air introduced into the fuel are subjected to additional control by an air valve, which is positively coupled with the carburetor choke.
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In the diagram in figure 1, curve A, drawn by dashes and dots, represents the pressure drop p which occurs in the carburetor of a vehicle engine at the throttle valve, when at normal load (running at slow speed increasing on horizontal road) we open all gradually said throttle from 0 to 70. Curve B, drawn in dashed lines, represents the quantity of fuel per second which, under these conditions, is supplied to the engine by a normal carburetor.
The curve 0 drawn with a solid line represents, comparatively, the quantity of fuel which should be supplied to the engine per second, in order to observe exactly the most favorable proportion of quantity between the fuel and the combustion air for all the positions of the throttle valve, and thus obtain the maximum efficiency with the minimum fuel consumption.
As can be seen, there are considerable differences between curves B and C. To create an ideal carburetor, the fuel supply should be corrected so that curve B matches curve C. It has now been found that in its plot, the curve A corresponds almost exactly to the reciprocal value of the correction function which we need to make the curve B pass into the curve C. For all the values of abscissa in figure 1, therefore applies approximately the equation:
EMI3.1
where k is a fixed transformation coefficient. The invention makes use of this notion by making use of the pressure drop A to control the quantities of air which is usually added in carburetors to the fuel, before it is injected into the mixing chamber.
Figure 3 shows in cross section a carburetor where this amount of air is adjusted using
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a pneumatically operated valve. The suction pipe 1 of the carburetor in the usual way contains a throttle valve 2 as well as an air nozzle 3, into which the nozzle 4 enters. The fuel level is indicated by line a-b. The fuel, coming from the float chamber (not shown in the drawing), passes through the pipe 5 and through the interchangeable constriction piece 6 in the nozzle 4, the annular storage chamber 7 of which is in communication with the air line 8. This line 8 is in communication with the atmosphere by a valve which consists of a split piston 9, which moves from right to left in a cylinder 10, also split.
The piston 9 is controlled by a membrane 11, which hermetically seals the two air chambers 12 and 13 towards each other, and which, suitably, consists of a corrugated sheet of metal, as is commonly used. - narily in aneroid barometers. The chamber 12 is via a channel 14 in communication with the part of the suction pipe 1, located behind the throttle butterfly 2.
The chamber 13 communicates through the channel 15 with the part of the suction pipe 1 located between the air nozzle 3 and the butterfly 2. The membrane 11 therefore represents a manometer which measures the pressure drop # p at the throttle butterfly 2, and which therefore transmits to the piston..soupape 9 movements which correspond to the line of curve A (fig.1).
The valve 9,10 is adjusted so as to give free air entry to the channel 8, especially as the membrane 11 flexes more to the left, that is to say the more the pressure drop would place on the butterfly 2. Consequently, the fuel in front of the nozzle 4 receives through the air channel 8 a quantity of air which is all the greater as the pressure drop at the throttle valve becomes greater. It is of decisive importance here that channel 15 does not give
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in the atmosphere, but opens into the air channel 1, since in this way an increase in fuel supply is automatically obtained when the engine is running under increased load.
If, for example, one walks at a speed of 60 km / hour on a horizontal path, the throttle valve is open by approximately 45. When you get into a ramp, you must open the throttle to 55-60 to maintain the same speed with the increased load. Even if in this case the vacuum acting at the nozzle 4 does not change, and a normal carburetor would therefore not yet provide excess fuel to overcome the increased load, the carburetor shown and described above will give an automatic increase here. from the fuel supply.
Because when the throttle valve is opened by 60, there will obviously occur where it is placed a pressure drop noticeably smaller than when it is opened only by 45, the suction speed remaining the same. even. Consequently, the piston 9 moves to the right when passing from the horizontal path to the ramp path, thus reducing the quantity of air which arrives through the channel 8 in the nozzle 4. A proportionally larger quantity of fuel will therefore be sucked in immediately. as the engine load increases.
Figure 3 shows a carburetor where the same goal is achieved in an even simpler way. The suction pipe 16 of this carburetor is traversed with air in the direction from top to bottom. The nozzle 17 therefore protrudes into the suction pipe 16, behind the throttle valve 18. The nozzle 17 is in communication with an antechamber 19, into which the fuel pipe 20 and the air channels 21 open, 22. The air channel 22 communicates directly with the atmosphere, on the one hand through the connection channel 23,
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the section of which can be adjusted with precision by means of the screw valve 24, and on the other hand by the connection channel 25, whose orifice can be adjusted in large steps by means of the rotary diaphragm 26.
The air channel 21 opens into the suction pipe 16 between the throttle butterfly 18 and the air nozzle 27.
It was immediately recognized that the quantity of air which enters the antechamber 19 through the channel 22 must depend on the pressure difference between the parts and y of the suction pipe 16, that is to say on the pressure drop at the throttle valve 18. Consequently, this carburetor has all the advantages of the carburetor described with FIG. 2 in support. But it has the advantage over the latter carburettor that its construction is considerably simpler, and that it can be operated without a fuel pump and without a float device.
Because by a suitable adjustment of the air valves 24 and 26, it will be possible to produce in the antechamber 19 depressions which will be perfectly sufficient to suck the fuel from a low tank placed up to the nozzle 17. By means of the rotary diaphragm 26, which can be actuated from the dashboard by a metal pull wire 29 with return spring 28, a special temporary acceleration can be obtained in a particularly simple way, or a change of the carburetor from summer service to winter service , etc ..
Figure 4 shows a similar carburetor, further comprising an auxiliary device. By this device, the fuel supply is made further dependent on the position of the throttle member at all times. The auxiliary device consists of a sliding valve 30, which is introduced into the air channel 21 and
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which is actuated, via the push rod 31, by a cam 32 fixed to the axis of the throttle butterfly.
The more this choke 18 opens, the more the valve 30 closes.
The main advantage of this arrangement is that the channel 21 can be given a sufficient width to also completely cut off any fuel supply to the nozzle 17, when at full speed the throttle 18 is temporarily closed. This auxiliary device provides in addition to better acceleration when starting.
Fig. 5 shows a carburetor in which the same result is obtained in another way. The suction pipe 33 of this carburetor is traversed from the bottom to the top of the sucked air, The nozzle 34 is again placed behind the throttle member 35. The air channel 37 which opens into the antechamber 36 duct, as in the previously described carburettors, in the suction pipe 33 in front of the throttle butterfly 35. It is however provided with a connection 38 which leads to the opening 39. In front of this ground opening the cam plate slides 40, which is rigidly assembled with the axis of the throttle butterfly 35, and which closes the opening 39 all the more so as one opens said throttle butterfly.
When the throttle valve is fully closed, as shown in the drawing, the nose 41 of the cam 40 lifts the connecting rod 42, which then lowers, via the lever 43, the valve stem 44, so that the Either valve ball 45 closes the fuel line. tible 46. This ensures that the engine no longer receives fuel from the main jet, when the throttle member 35 is closed, regardless of the speed at which the engine runs when the choke is closed.
This second auxiliary device can obviously be placed additionally on each of the carburetors described above,
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In practice, the carburettors just described could obviously be fitted with all the auxiliary devices used in these devices (for example the idling jet, the acceleration pump, the device. start-up list, etc.). It is only for the sake of clarity that in the accompanying drawings all parts which have no relation to the object of the invention and its operation have been intentionally left out.
- CLAIMS -
1- Carburetor for vehicle engines, to the main nozzle of which leads, in addition to the fuel line, also an auxiliary line which introduces air into the fuel, before it is injected into the mixing chamber, characterized in that the quantities of air introduced into the fuel through the aforesaid air channel (8,21,37) are subjected to a compulsory control which represents a continuous function of the pressure drop at the member throttling (2,18,35).