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B R E V E T D ' I N V E N T I O N Perfectionnements aux carburateurs pour 'moteurs à combustion interne SOCIETE GENERALE DES CARBURATEURS ZENITE S.A.
22, Rue General Dufour,
G E N E V E - Suisse-
La présente invention est relative aux carburateurs pour moteurs à combustion interne, et plus particulièrement aux carburateurs d'aviation.
Le carburateur est généralement réglé pour délivrer au moteur un mélange dit " normal ", mais parfois il est désirable de prévoir une disposition permettant au carburateur de délivrer un mélange dit"mélange pauvre"qui est moins riche que le mélange normal afin de diminuer la consommation de combustible. Le pilote a alors à sa disposition une commande permettant de passer du mélange " normal " au mélange " pauvre " et inversement.
Il est connu, cependant, que le moteur ne peut pas supporter sans inconvénient le mélange pauvre lorsque sa puissance est voisine de la puissance maximum. En l'absence de
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dispositions particulières le pilote pourrait placer la commande de richesse du mélange sur la position"pauvre"et amener le levier de commande des gaz dans une position permettant au moteur de développer sa pleine puissance; le moteur,marchant ainsi sur mélange pauvre, risquerait d'être endommagé ou d'avoir une marche défectueuse.
La présente invention a pour objet de rétablir le mélange normal lorsque la puissance du moteur est voisine de la puissance maximum, même si la commande de richesse du mélange se trouve dans la position "pauvre".
L'invention est applicable aux carburateurs dans lesquels le passage du mélange normal au mélange pauvre est obtenu par transmission d'une dépression à une chambre, ladite chambre étant, à cet effet, reliée à la tubulure de mélange du carburateur par un conduit sur lequel se trouve un robinet. Le pilote passe du mélange normal au mélange pauvre en ouvrant ledit robinet.
Si le carburateur est alimenté en combustible par une cuve à niveau constant, ladite chambre pourra être constituée par l'espace situé dans la cuve à combustible au-dessus du niveau de combustible. Le passage du mélange normal au mélange pauvre se fait alors par transmission d'une dépression à la cuve à niveau constant. Si le carburateur est alimenté en combustible par un régulateur de pression à membrane, ladite chambre pourra être constituée par une chambre séparée de la chambre de combustible du régulateur de pression par la membrane decelui-ci, le passage du mélange normal au mélange pauvre se fait alors par transmission d'une dépression à la membrane du régulateur de pression. Ces deux dispositions pour modifier la richesse du mélange sont bien connues .
Selon l'invention une soupape est disposée dans le conduit reliant ladite chambre à la tubulure de mélange du carburateur, en série avec le robinet manoeuvré par le pilote ;
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ladite soupape est normalement ouverte et un dispositif manométrique, actionné en fonction de la pression d'admission, ferme ladite soupape lorsque la pression d'admission dépasse une valeur déterminée. La valeur de la pression d'admission pour laquelle ledit dispositif manométrique ferme ladite soupape corres pond à la puissance du moteur au delà de laquelle il deviendrait dangereux pour celui-ci d'utiliser le mélange pauvre.
Le dispositif manométrique pourra être constitué par une capsule fermée disposée dans une chambre reliée à la tubulure d'admission du moteur.
Si le moteur comprend un compresseur disposé dans la tubulure d'admission entre l'obturateur et le moteur, le dispositif manométrique pourra consister en une paroi mobile, chargée par un ressort, et séparant deux chambres dont l'une est reliée à la tubulure d'admission en aval du compresseur, tandis que l'autre est reliée à la tubulure d'admission entre l'obturateur et l'entrée du compresseur.
L'invention est particulièrement applicable aux moteurs à admission limitée au sol qui peuvent développer leur pleine puissance normale jusqu'à une certaine altitude appelée altitude d'adaptation. En général, entre le sol et l'altitude d'adaptation, un limiteur d'admission interdit à la pression d'admission de s'élever au-dessus d'une certaine valeur qui correspond à la puissance maximum du moteur et dont le dépassement serait dangereux pour le moteur. Au-dessus de l'altitude d'adaptation, le limiteur d'admission devient inopérant et la pression d'admission ne peut plus atteindre sa valeur maximum normale. Dans ces conditions, le dispositif qui fait l'objet de l'invention ne peut plus rétablir le mélange normal lorsque le pilote ouvre en grand l'obturateur si la commande de richesse du mélange est placée dans la position pauvre.
On sait que, dans ces conditions, le moteur développe une puissance plus faible que si le mélange normal était rétablit. Comme la puissance du moteur est déjà réduite du fait de l'altitude, il est parti-
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culièrement souhaitable que le moteur puisse développer, à une altitude déterminée, la plus grande puissance qu'il est susceptible de développer,lorsque le pilote ouvre en grand l'obturateur, même s'il a omis de ramener la commande de richesse du mélange dans la position richesse normale.
A cet effet, on combinera avantageusement le dispositif qui fait l'objet principal de l'invention avec un disposa tif actionné mécaniquement par l'obturateur lorsque celui-ci arrive au voisinage de la pleine ouverture. Le dispositif commandé mécaniquement pourra refermer la soupape qui normalement est actionnée par le dispositif manométrique, ou encore'il pourra agir directement sur l'organe de réglage de la richesse du mélange pour ramener celui-ci à la position mélange normal, lorsque l'obturateur arrive au voisinage de la pleine ouverture.
Dans ces conditions, au-dessous de l'altitude d'adaptation, la pleine puissance du moteur est atteinte pour une ouverture partielle de l'obturateur. Au voisinage de la pression d'admission qui correspond à la pleine puissance du moteur, le dispositif manométrique actionne la soupape et rétablit le mélange normal même si la commande de richesse du mélange estrestée dans la position pauvre. Au-dessua de l'altitude d'adaptation le dispositif manométrique reste inopérant au voisinage de la pleine ouverture de l'obturateur, mais la commande mécanique action née par l'obturateur referme ladite soupape ou place l'organe de réglage de la richesse du mélange dans la position mélange normal,même si la commande de richesse du mélange est restée dans la position pauvre.
Ainsi, quelle que soit l'altitude, le moteur développe toujours la plus grande puissance compatible avec l'altitude lorsque le pilote amène la commande d'obturateur dans la position de puissance maximum, quelle que soit la position occupée par la commande de richesse du mélange.
Naturellement, les termes " mélange normal " et mélange pauvre " sont des termes relatifs qui n'indiquent pas une composition absolue en poids du mélange d'air et de combus-
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tible. Le mélange normal est le mélange que l'on utilise normalement pour alimenter le moteur dans les conditions de marche où il se trouve; en particulier le mélange normal sera généralement plus riche aux grandes ouvertures de l'obturateur qu'aux ouvertures moyennes comme cest l'usage. Le mélange pauvre est seulement un mélange moins riche que le mélange normal dans les conditions de marche où le moteur se trouve.
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.
La figure 1 représente shhématiquement, en élévation partiellement coupée, un mode de réalisation de l'invention appliquée à un carburateur comportant une cuve à niveau constant.
La figure 2 représente schématiquement, en coupe longitudinale, une variante d'un détail du dispositif représenté à la figure 1.
La figure 3 représente schématiquement, en élévation partiellement coupée, une variante du dispositif représenté à la figure 1 dans laquelle la cuve à niveau constant est remplacée pax un régulateur de pression à membrane.
La figure 4 représente schématiquement, en élévation partiellement coupée, une variante du dispositif représenté à la figure 1 dans laquelle le dispositif manométrique est actionné par la différence de pression créée par un compresseur suralimentant le moteur.
La figure 5 représente schéniatiquement, en élévation partiellement coupée, une variante du dispositif représenté à la figure 1 dans laquelle le passage du mélange normal au mélange pauvre a lieu pan fermeture d'un gicleur auxiliaire de combustible.
La figure 6 représente schématiquement, en coupe longitudinale, une variante d'un détail du dispositif représenté à la figure 5,
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Dans le dispositif représenté à la figure 1, le carburateur 1 alimente l'entrée 2 d'un compresseur 44 dont la sortie 3 est reliée au moteur (non représenté). La quantité de mélange admise au moteur est réglée par un obturateur 4 qui, généralement, est commandé à la fois par le pilote et pat un limiteur d'admission.
Le combustible est fourni au moteur par une sortie de combustible 5 alimentée en combustible par une cuve à niveau constant 6 dans laquelle le niveau est maintenu en x-x par un flotteur 7. L'espace 8 situé dans la cuve à niveau constant audessus du niveau x-x communique par un conduit 9,dans lequel est disposé un orifice calibré 10, avec la prise d'air 11 du carburateur ou directement avec l'atmosphère ; cet espace peut en outre communiquer par un conduit 12 avec le diffuseur 13 du carburateur. Un orifice calibré 14 est disposé dans le conduit 12 et ce conduit peut être ouvert ou fermé au moyen d'un robinet 15 actionné par un levier 16 qui est relié à la commande de richesse manoeuvrée par le pilote.
Une soupape 17 est disposée dans le conduit 12 en série avec le robinet 15 ; soupape contrôle un orifice 18 et est actionnée au moyen d'une tige 19 traversant un guidage 42, par une capsule manométrique fermée 20 disposée dans une chambre 21. La chambre 21 communique avec la tubulure d'admission 3 du moteur en aval du compresseur par un conduit 22. Un levier 23, monté sur un axe 24, porte un doigt 25 susceptible de venir au contact de la soupape 17 et de fermer celle-ci. Un levier 26, monté sur l'axe 24, est relié par une bielle 27-28 à un bras 29 du levier de commande 30 de l'obturateur 4. La liaison entre le levier 23 et l'obturateur 4 est rendue élastique au moyen d'un dispositif disposé sur la bielle 27-28.
Ce dispositif comprend une boîte 31 portée par la partie 27 de la bielle et comprenant un guidage 32 pour la partie 28 de la bielle. La partie 28 se termine par une tête 33 chargée par un ressort 34 disposé dans la boîte 31. La liaison entre le levier 23 et l'obturateur 4 par
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l'intermédiaire du levier 26, de la bielle 27-28 et du bras 29 est telle que le doigt 25 vienne au contact de la soupape 17 et provoque la fermeture de celle-ci lorsque l'obturateur atteint une certaine ouverture voisine de la pleine ouverture. Le ressort 34 est suffisamment fort pour fermer la soupape 17 contre la force de la capsule 20. Si l'on ouvre davantage l'obturateur la tête 33 s'avance dans la boîte 31 en comprimant le ressort 34.
La liaison mécanique par laquelle l'obturateur 4 ferme la soupape lorsque cet obturateur arrive au voisinage de la position de pleine ouverture peut naturellement être réalisée d'une manière différente. A la figure 2, par exemple, l'orifice 18.est remplacé par un guidage cylindrique 35,tandis que la soupape 17 est remplacée par un petit piston 36 susceptible de glisser dans le guidage 35. La bielle élastique 27-28 est remplacée par une bielle rigide d'une seule pièce 37. Aux ouver- tures¯moyennes de l'obturateur le doigt 25 est hors de contact avec le piston 36. Lorsque l'obturateur arrive au voisinage de la pleine ouverture le.doigt 25 attaque l'extrémité inférieure du piston 36 et engage ce piston dans le guidage 35 de manière à,fermer celui-ci.
Lorsque l'on ouvre davantage l'obturateur jusqu'à la, pleine ouverture, le piston 36 monte dans le guidage 35 en maintenant celui-ci fermé.
Le fonctionnement du dispositif est le suivant : Si le pilote a placé le levier de richesse 16 dans la position 16 a. représentée en traits mixtes (position "normal"), le robinet 15-est fermé, l'espace 8 situé au-dessus du niveau de combustible dans la cuve à flotteur 6 communique seulement avec la prise d'air 11 par le conduit 9, et aucune dépression n'est transmise à l'espace 8 quelles que soient les conditions de marche du moteur. Le mélange délivré est " normal ".
Si le pilote a amené le levier 16 dans la position représentée en traits pleins, une dépression est transmise à l'espace 8 par le conduit 12 tant que la soupape 17 (ou le pis-
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ton 36 figure 2 est ouverte. La valeur de la dépression transmise dépend du rapport des sections des calibrages 10 et 14.
Le mélange délivré est " pauvre ".
Tant que l'ouverture de l'obturateur 4 est trop faible pour que la pression dans la tubulure 3 atteigne la pression limite au-dessus de laquelle le mélange pauvre deviendrait dangereux pour le moteur, la capsule 20 est suffisamment allongée pour que la soupape 17 reste ouverte. Dans ces conditions le mélange est " pauvre ".
Si l'ouverture de l'obturateur 4- est suffisante poux que la pression dans la tubulure 3 atteigne ou dépasse cette pression limite, la capsule 20 se contracte sous l'effet de l'augmentation de pression et ferme la soupape 17. Le mélange Il normal " est ainsi rétabli bien que le 'Pilote ait maintenu le levier derichesse 16 dans la position " pauvre ".
Au-dessus de l'altitude d'adaptation, la pression dans la tubulure 3 ne peut jamais atteindre ladite pression limite quelle que soit l'ouverture de l'obturateur, si bien que la capsule 20 ne referme jamais la soupape 17. Mais lorsque l'obturateur arrive au voisinage de la pleine ouverture, la liaison mécanique entre l'obturateur et le levier 23 intervient pour fermer la soupape 17 et le mélange Il normal " est ainsi rétabli. Le moteur est ainsi susceptible de développer la plus grande puissance compatible avec la pression atmosphérique à l'altitude considérée, même si le pilote a maintenu le levier 16 dans la position Il pauvre ".
En résumé lorsque le levier 16 est dans la position " normal " le carburateur fournit au moteur le mélange "normal" quelles que soient les conditions de marche. Lorsque le levier 16 est placé dans la poition"pauvre" 16a., le carburateur fournit au moteur le mélange " pauvre " tant que la pression d'admission ne dépasse pas une valeur déterminée et que l'obturateur ne dépasse pas une ouverture déterminée, et le mélange
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" normal " est rétabli dès que la pression d'admission dépasse ladite valeur déterminée ou que l'obturateur dépasse ladite ouverture déterminée.
Dans le dispositif représenté à la figure 3,la cuve à flotteur 6 du dispositf représenté à la figure 1 est remplacée par un régulateur de pression à membrane 62 dont la membrane 63 sépare la chambre de combustible 64 d'une chambre 65 qui joue le même rôle que l'espace 8 situé au-dessus du niveau de combustible dans la cuve à niveau constant 6 du dispositif représenté à la figure 1. La membrane 63 est chargée par un ressort 66 et commande la soupape 67 d'arrivée du combustible à la chambre de combustible 64 qui alimente la sortie de combustible 5. Le régulateur de pression 62 règle la pression du combustible dans la chambre de combustible 64,de manière que la différence de pression entre les deux chambres 64 et 65 soit équilibrée par la poussée du ressort 66.
Il est clair que la transmission d'une dépression à la chambre 65 abaisse la pression dans la chambre de combustible 64 et par conséquent appauvrit le mélange, de même que la transmission d'une dépression à l'espace 8 de la chambre à flotteur 6 dans le dispositif représenté à la figure 1. Le fonctionnement du dispositif représenté à la figure 3 est ainsi tout à fait analogue au fonctionnement du dispositif représenté à la figure 1.
Dans le dispositif représenté à la figure 4, la capsule 20 du dispositif représenté à la figure 1 est remplacée par un piston 38 glissant dans un cylindre 39 et chargé par un ressort 43. Le piston 38,qui pourrait être remplacé par une membrane, divise le cylindre 39 en deux chambres 40 et 41. La chambre 40 communique avec la tubulure d'admission 3 en aval du compresseur 44 par un conduit 45, tandis que la chambre 41 communique avec la tubulure d'admission entre l'obturateur 4 et l'entrée du compresseur 44 par un conduit 46.
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Une tige 47 traversant un guidage 48 peut être actionnée par un doigt 49 d'un levier 50 qui est relié à l'ob- turateur 4 de la même manière que le levier 26 du dispositif représenté à la figure 1.
Le piston 38 est soumis à la différence de pression créée par le compresseur 44. Cette différence de pression aug- mente en même temps que la pression d'admission régnant dans la tubulure 3 et le ressort 43 est choisi de telle sorte que le piston ferme la soupape 17 contrôlant l'orifice 12 en compri- mant le ressort 43, lorsque la différence de pression créée par le compresseur correspond sensiblement à la pression d'admis- sion limite dans la tubulure 3 au-dessus de laquelle la marche du moteur sur mélange pauvre deviendrait dangereuse.
Lorsque l'obturateur 4 arrive au voisinage de la pleine ouverture, il referme la soupape 12 par l'intermédiaire de la bielle 27-28, du levier 49-50, de la tige 47, du piston 38 et de la tige 19. Le ressort 34 du dispositif élastique dis- posé sur la bielle 27-28 est plus fort que le ressort 43 afin que ce ressort 34 ne s'écrase qu'après que la soupape 17 a été amenée sur son siège.
Le fonctionnement du dispositif représenté à la figure 4 se comprend aisément d'après les explications qui ont été données à propos du dispositif représenté à la figure 1.
En réalité la différence de pression créée par le compresseur 44 est fonction, non seulement de la pression d'ad- dans la tubulure mission/5 (ou de la pression à l'entrée 2 du compresseur ce qui revient au même), mais elle est en outre fonction du régime et, pour une même pression d'admission dans la tubulure 3, la diffé- rence de pression créée par le compresseur augmente en général lorsque le régime croît. Une même différence de pression créée par le compresseur 44 correspond donc à une pression d'admis- sion plus élevée lorsque le régime est plus bas et, par consé- quent, le piston 38 rétablit le mélange normal en fermant la
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soupape 17 pour une pression d'admission qui augmente lorsque le régime s'abaisse.
Mais la pression d'admission à partir de laquelle il est nécessaire de rétablir le mélange normal lorsque la commande de régime se trouve dans la position " pauvre " n'a pas une valeur extrêmement précise, et les légères variations que peut subir la pression d'admission pour laquelle le dispositif rétablit le mélange normal, lorsque le régime varie, sont en général sans inconvénient.
Il est fréquent, à l'heure actuelle, que l'hélice entraînée par le moteur soit une hélice à pas variable dont le pas est commandé par un régulateur de manière soit à maintenir le régime constant, soit à régler celui-ci en fonction de la pression d'admission. Le régulateur est, par exemple, un régulateur centrifuge dont le manchon actionne,de préférence par l'intermédiaire d'une serve-commande, la commande du pas de l'hélice. Si le régime doit être maintenu constant, le ressort du régulateur est invariable; si le régime doit être réglé en fonction de la pression d'admission,le ressort du régulateur est réglé par la pression d'admission, de préférence par l'intermédiaire d'une servo-commande.
Dans ces conditions, si le régulateur règle le pas de l'hélice de manière à maintenir cons. tant le régime, la différence de pression créée par le compresseur dépend uniquement de la pression d'admission puisque le régime est fixe. Si le régulateur règle le pas de l'hélice de manière à faire varier le régime en fonction de la pression d'admission, à chaque valeur de la pression d'admission correspond un régime moteur déterminé et, par conséquent, une différence de pression déterminée entre l'amont et l'aval du compresseur. Là encore, la différence de pression créée par le compresseur est finalement fonction seulement de la pression d'admission.
Dans les moteurs munis d'une hélice à pas variable dont le pas est commandé par un régulateur de manière à maintenir constant le régime, ou à régler celui-ci en fonction de la
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pression d'admission, la différence de pression qui actionne le piston 38 du dispositif représenté à la figure 4 est fonction seulement de la pression d'admission et le rétablissement du mélange normal par ce dispositif intervient pour une valeur de la pression d'admission invariable comme dans le dispositif représenté à la figure 1. L'application du dispositif représenté à la figure 4 à un moteur de ce genre est une application particulièrement importante.
Dans les modes de réalisation de l'invention que l'on a décrit ci-dessus, la soupape actionnée en fonction de la pression d'admission par le dispositif manométrique constitue l'organe de réglage même de la richesse du mélange mais il est clair que cet organe peut être distinct de la soupape ; la figure 5 en montre un exemple.
Le dispositif représenté à la figure 5 diffère du dispositif représenté à la figure 1 en ce que l'enrichissement du mélange, pour passer du mélange pauvre au mélange normal, est obtenu par la mise en action d'un gicleur 51 qui est contrôlé par une soupape 52,et dont le débit s'ajoute au débit du gicleur normal 53 pour alimenter la sortie de combustible 5, par l'intermédiaire du conduit 54 lorsque la soupape 52 est ouverte.
La soupape 52 est reliée par une tige 55 à une membrane 56 chargée par un ressort 59,et disposée entre l'espace 8 situé au-dessus du niveau de combustible dans la cuve à flotteur 6 et la chambre 57 à laquelle est transmise une dépression lorsque la soupape 17 est ouverte. L'espace 8 est relié à la prise d'air 11 du carburateur par une dérivation 58 du conduit 9. La soupape 17 est commandée exactement de la même manière que dans le dispositif représenté à la figure 1.
Lorsque la soupape 17 est ouverte en même temps que le robinet 15, la dépression transmise à la chambre 57 aspire la membrane 56 et ferme la soupape 52. Le moteur reçoit alors le mélange pauvre. Si, au contraire, soit le robinet 15 soit
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la soupape 17 est fermé, aucune dépression n'est transmise à la chambre 57 et la membrane 56 s'abaisse sous la poussée du ressort 59 provoquant ainsi l'ouverture de la soupape 52 de manière à rétablir le mélange normal.
Le fonctionnement du dispositif est tout à fait analogue au fonctionnement du dispositif représenté à la figure 1, la seule différence est que la soupape 17, au lieu de constituer elle-même l'organe de réglage de la richesse du mélange par réglage de la dépression transmise à la cuve, constitue seulement .un organe de transmission de dépression à la chambre 57, la dépression ainsi'transmise étant utilisée pour commander l'organe de richesse du mélange qui est constitué ici par la soupape de combustible 52. Il est clair que la dépression transmise à la chambre 57 pourrait commander tout autre type d'organe de réglage de la richesse du mélange, par exemple une soupape agissant sur un conduit d'air d'émulsion du combustible fourni à la sortie de combustible 5.
Dans le dispositif représenté à la figure 5,le . levier 23 est actionné mécaniquement par l'obturateur de manière à fermer la soupape 17 et à rétablir le mélange normal, lor& que cet obturateur arrive au voisinage de la pleine ouverture.
Il est évident que le dispositif mécanique actionné par l'obturateur pourrait agir directement sur l'organe de réglage de la richesse du mélange comme on l'a représenté à la figure 6.
Dans le dispositif représenté à la figure 6, le levier 23 commandé par l'obturateur est remplacé par une fourchette 60 dans laquelle est engagée la tige 55 de la soupape 52. Lorsque l'obturateur arrive au voisinage de la pleine ouverture, l'extrémité de la fourchette 60 trient en contact avec %ne collerette 61 portée par la tige 55 et abaisse celleci de manière à ouvrir la soupape 52 et rétablir le mélange normal.
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Dans les dessins annexés, le carburateur a été représenté d'une manière purement schématique et on a omis tous les dispositifs usuels tels que, dispositif de ralenti, conduits d'air d'émulsion, dispositif de correction altimétrique, etc.. qui n'ont pas de rapport avec l'invention. Le carburateur pourra évidemment être muni de tous les dispositifs usuels et, en particulier, rien ne s'oppose à ce que la correction altimétrique soit faite par transmission d'une dépression à la cuve à flotteur du carburateur ou à la membrane du régulateur de pression à membrane. Le dispositif n'en serait pas altéré dans son principe.
Dans les dispositifs représentés aux figures 1 à 4 par exemple, l'ouverture du conduit 12 muni de l'orifice calibré 14 augmentera toujours la dépression transmise et, par con- séquent, permettra de passer du mélange normal au mélange pauvre.
Enfin, l'invention pourra évidemmentêtre modifiée dans le détail ; en particulier le conduit de dépression 12 ne débouchera pas nécessairement au diffuseur du carburateur et il suffit, en règle générale, qu'il débouche dans la tubulure de mélange en un point où existe une dépression.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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B R E V E T D 'I N V E N T I O N Improvements to carburettors for internal combustion engines SOCIETE GENERALE DES CARBURATEURS ZENITE S.A.
22, Rue General Dufour,
Geneva, Switzerland-
The present invention relates to carburettors for internal combustion engines, and more particularly to aviation carburettors.
The carburetor is generally set to deliver a so-called "normal" mixture to the engine, but sometimes it is desirable to provide an arrangement allowing the carburetor to deliver a so-called "lean mixture" which is less rich than the normal mixture in order to reduce consumption. of fuel. The pilot then has at his disposal a control making it possible to switch from “normal” mixture to “lean” mixture and vice versa.
It is known, however, that the engine cannot withstand the lean mixture without inconvenience when its power is close to the maximum power. In the absence of
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special provisions the pilot could place the mixture richness control in the "lean" position and bring the throttle control lever to a position allowing the engine to develop its full power; the engine, running on lean mixture, could be damaged or have a faulty operation.
The object of the present invention is to restore the normal mixture when the engine power is close to the maximum power, even if the mixture richness control is in the "lean" position.
The invention is applicable to carburettors in which the passage from the normal mixture to the lean mixture is obtained by transmission of a vacuum to a chamber, said chamber being, for this purpose, connected to the mixture pipe of the carburetor by a duct on which is a faucet. The pilot switches from normal mixture to lean mixture by opening said valve.
If the carburetor is supplied with fuel by a constant level tank, said chamber may be formed by the space located in the fuel tank above the fuel level. The change from normal mixture to lean mixture is then effected by transmission of a vacuum to the tank at constant level. If the carburetor is supplied with fuel by a membrane pressure regulator, said chamber may be constituted by a chamber separated from the fuel chamber of the pressure regulator by the membrane of the latter, the passage from the normal mixture to the lean mixture takes place. then by transmission of a vacuum to the membrane of the pressure regulator. These two arrangements for modifying the richness of the mixture are well known.
According to the invention, a valve is arranged in the conduit connecting said chamber to the mixing pipe of the carburetor, in series with the valve operated by the pilot;
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said valve is normally open and a manometric device, actuated as a function of the inlet pressure, closes said valve when the inlet pressure exceeds a determined value. The value of the inlet pressure for which said manometric device closes said valve corresponds to the engine power beyond which it would become dangerous for the latter to use the lean mixture.
The manometric device may be constituted by a closed capsule placed in a chamber connected to the engine intake manifold.
If the engine comprises a compressor arranged in the intake manifold between the shutter and the engine, the manometric device may consist of a movable wall, loaded by a spring, and separating two chambers, one of which is connected to the manifold of 'inlet downstream of the compressor, while the other is connected to the intake manifold between the shutter and the compressor inlet.
The invention is particularly applicable to ground-limited intake engines which can develop their full normal power up to a certain altitude called the adaptation altitude. In general, between the ground and the adaptation altitude, an intake limiter prohibits the intake pressure from rising above a certain value which corresponds to the maximum power of the engine and the exceeding of which would be dangerous for the engine. Above the adaptation altitude, the intake limiter becomes inoperative and the intake pressure can no longer reach its normal maximum value. Under these conditions, the device which is the subject of the invention can no longer restore the normal mixture when the pilot opens the shutter wide if the mixture richness control is placed in the lean position.
It is known that, under these conditions, the engine develops a lower power than if the normal mixture were restored. As the engine power is already reduced due to the altitude, it is necessary to
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It is particularly desirable that the engine be able to develop, at a determined altitude, the greatest power that it is likely to develop, when the pilot opens the shutter wide, even if he has omitted to return the mixture richness control to the normal wealth position.
For this purpose, the device which is the main object of the invention will advantageously be combined with a device actuated mechanically by the shutter when the latter arrives in the vicinity of the full opening. The mechanically controlled device will be able to close the valve which is normally actuated by the manometric device, or else it will be able to act directly on the mixture richness adjustment member to bring it back to the normal mixture position, when the shutter arrives in the vicinity of full opening.
Under these conditions, below the adaptation altitude, full engine power is reached for partial opening of the shutter. In the vicinity of the intake pressure which corresponds to the full power of the engine, the manometric device actuates the valve and restores the normal mixture even if the mixture richness control is kept in the lean position. Above the adaptation altitude, the manometric device remains inoperative in the vicinity of the full opening of the shutter, but the mechanical control actuated by the shutter closes said valve or places the valve richness adjustment member. mixture in the normal mixture position, even if the mixture richness control has remained in the lean position.
Thus, whatever the altitude, the engine always develops the greatest power compatible with the altitude when the pilot brings the shutter control to the maximum power position, whatever the position occupied by the richness control of the gearbox. mixed.
Of course, the terms "normal mixture" and "lean mixture" are relative terms which do not indicate an absolute composition by weight of the mixture of air and fuel.
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tible. Normal mixture is the mixture which is normally used to fuel the engine under the operating conditions in which it is found; in particular the normal mixture will generally be richer at the large shutter apertures than at the medium apertures as is customary. Lean mixture is only a mixture which is less rich than the normal mixture under the running conditions in which the engine is located.
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.
FIG. 1 schematically shows, in partially cut away elevation, an embodiment of the invention applied to a carburetor comprising a constant level vessel.
FIG. 2 schematically represents, in longitudinal section, a variant of a detail of the device shown in FIG. 1.
FIG. 3 schematically shows, in partially cut away elevation, a variant of the device shown in FIG. 1 in which the constant level tank is replaced by a membrane pressure regulator.
FIG. 4 schematically represents, in partially cut away elevation, a variant of the device shown in FIG. 1 in which the manometric device is actuated by the pressure difference created by a compressor supercharging the engine.
FIG. 5 diagrammatically shows, in partially cut away elevation, a variant of the device shown in FIG. 1 in which the passage from the normal mixture to the lean mixture takes place by closing an auxiliary fuel nozzle.
Figure 6 shows schematically, in longitudinal section, a variant of a detail of the device shown in Figure 5,
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In the device shown in Figure 1, the carburetor 1 feeds the inlet 2 of a compressor 44 whose outlet 3 is connected to the engine (not shown). The quantity of mixture admitted to the engine is regulated by a shutter 4 which, generally, is controlled both by the pilot and by an intake limiter.
The fuel is supplied to the engine by a fuel outlet 5 supplied with fuel by a constant level tank 6 in which the level is maintained at xx by a float 7. The space 8 located in the constant level tank above the level xx communicates via a duct 9, in which is disposed a calibrated orifice 10, with the air intake 11 of the carburetor or directly with the atmosphere; this space can also communicate via a duct 12 with the diffuser 13 of the carburetor. A calibrated orifice 14 is disposed in the duct 12 and this duct can be opened or closed by means of a valve 15 actuated by a lever 16 which is connected to the richness control operated by the pilot.
A valve 17 is disposed in the conduit 12 in series with the valve 15; valve controls an orifice 18 and is actuated by means of a rod 19 passing through a guide 42, by a closed manometric capsule 20 disposed in a chamber 21. The chamber 21 communicates with the intake manifold 3 of the engine downstream of the compressor by a conduit 22. A lever 23, mounted on a shaft 24, carries a finger 25 capable of coming into contact with the valve 17 and of closing the latter. A lever 26, mounted on the axis 24, is connected by a connecting rod 27-28 to an arm 29 of the control lever 30 of the shutter 4. The connection between the lever 23 and the shutter 4 is made elastic by means of of a device arranged on the connecting rod 27-28.
This device comprises a box 31 carried by the part 27 of the connecting rod and comprising a guide 32 for the part 28 of the connecting rod. Part 28 ends with a head 33 loaded by a spring 34 disposed in the box 31. The connection between the lever 23 and the shutter 4 by
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the intermediary of the lever 26, of the connecting rod 27-28 and of the arm 29 is such that the finger 25 comes into contact with the valve 17 and causes the latter to close when the shutter reaches a certain opening close to full opening. The spring 34 is strong enough to close the valve 17 against the force of the capsule 20. If the shutter is opened further the head 33 advances into the box 31 compressing the spring 34.
The mechanical connection by which the shutter 4 closes the valve when this shutter arrives in the vicinity of the fully open position can naturally be produced in a different manner. In Figure 2, for example, the orifice 18 is replaced by a cylindrical guide 35, while the valve 17 is replaced by a small piston 36 capable of sliding in the guide 35. The elastic connecting rod 27-28 is replaced by a rigid one-piece connecting rod 37. At the medium openings of the shutter the finger 25 is out of contact with the piston 36. When the shutter arrives near the full opening the finger 25 attacks the lower end of piston 36 and engages this piston in guide 35 so as to close the latter.
When the shutter is further opened to the full opening, the piston 36 rises in the guide 35, keeping the latter closed.
The operation of the device is as follows: If the pilot has placed the richness lever 16 in position 16 a. shown in phantom ("normal" position), the tap 15-is closed, the space 8 located above the fuel level in the float tank 6 communicates only with the air intake 11 through the duct 9, and no depression is transmitted to space 8 whatever the engine operating conditions. The mixture delivered is "normal".
If the pilot has brought the lever 16 to the position shown in solid lines, a vacuum is transmitted to the space 8 through the duct 12 as long as the valve 17 (or the piston
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your 36 figure 2 is open. The value of the vacuum transmitted depends on the ratio of the sections of calibrations 10 and 14.
The mixture delivered is "lean".
As long as the opening of the shutter 4 is too small for the pressure in the pipe 3 to reach the limit pressure above which the lean mixture would become dangerous for the engine, the capsule 20 is sufficiently elongated for the valve 17 remains open. Under these conditions the mixture is "poor".
If the opening of the shutter 4- is sufficient so that the pressure in the pipe 3 reaches or exceeds this limit pressure, the capsule 20 contracts under the effect of the increase in pressure and closes the valve 17. The mixture Normal "is thus reestablished although the Pilot has kept the wealth lever 16 in the" lean "position.
Above the adaptation altitude, the pressure in the tubing 3 can never reach said limit pressure regardless of the opening of the shutter, so that the capsule 20 never closes the valve 17. But when the shutter arrives near full opening, the mechanical connection between the shutter and the lever 23 intervenes to close the valve 17 and the normal mixture II "is thus re-established. The engine is thus capable of developing the greatest compatible power. with atmospheric pressure at the altitude considered, even if the pilot kept lever 16 in the lean "position.
In short, when the lever 16 is in the "normal" position, the carburetor supplies the engine with the "normal" mixture whatever the operating conditions. When the lever 16 is placed in the "lean" position 16a., The carburetor supplies the engine with the "lean" mixture as long as the intake pressure does not exceed a determined value and the shutter does not exceed a determined opening, and the mixture
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"normal" is restored as soon as the inlet pressure exceeds said determined value or the shutter exceeds said determined opening.
In the device shown in Figure 3, the float vessel 6 of the device shown in Figure 1 is replaced by a membrane pressure regulator 62 whose membrane 63 separates the fuel chamber 64 from a chamber 65 which plays the same role that the space 8 located above the fuel level in the constant-level tank 6 of the device shown in Figure 1. The membrane 63 is loaded by a spring 66 and controls the valve 67 for supplying fuel to the fuel chamber 64 which supplies the fuel outlet 5. The pressure regulator 62 regulates the fuel pressure in the fuel chamber 64, so that the pressure difference between the two chambers 64 and 65 is balanced by the thrust of the spring 66.
It is clear that the transmission of a vacuum to the chamber 65 lowers the pressure in the fuel chamber 64 and therefore depletes the mixture, as does the transmission of a vacuum to the space 8 of the float chamber 6. in the device shown in Figure 1. The operation of the device shown in Figure 3 is thus completely similar to the operation of the device shown in Figure 1.
In the device shown in Figure 4, the capsule 20 of the device shown in Figure 1 is replaced by a piston 38 sliding in a cylinder 39 and loaded by a spring 43. The piston 38, which could be replaced by a membrane, divides the cylinder 39 in two chambers 40 and 41. The chamber 40 communicates with the intake manifold 3 downstream of the compressor 44 by a duct 45, while the chamber 41 communicates with the intake manifold between the shutter 4 and the inlet of the compressor 44 through a conduit 46.
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A rod 47 passing through a guide 48 can be actuated by a finger 49 of a lever 50 which is connected to the shutter 4 in the same way as the lever 26 of the device shown in FIG. 1.
The piston 38 is subjected to the pressure difference created by the compressor 44. This pressure difference increases at the same time as the inlet pressure prevailing in the pipe 3 and the spring 43 is chosen so that the piston closes. the valve 17 controlling the orifice 12 by compressing the spring 43, when the pressure difference created by the compressor substantially corresponds to the limit inlet pressure in the pipe 3 above which the engine is running on lean mixture would become dangerous.
When the shutter 4 arrives in the vicinity of the full opening, it closes the valve 12 by means of the connecting rod 27-28, the lever 49-50, the rod 47, the piston 38 and the rod 19. The spring 34 of the resilient device disposed on the connecting rod 27-28 is stronger than the spring 43 so that this spring 34 does not collapse until after the valve 17 has been brought to its seat.
The operation of the device shown in FIG. 4 is easily understood from the explanations which have been given with regard to the device shown in FIG. 1.
In reality the pressure difference created by the compressor 44 is a function not only of the inlet pressure in the mission / 5 manifold (or of the pressure at the inlet 2 of the compressor, which amounts to the same thing), but it is also a function of the speed and, for the same inlet pressure in the pipe 3, the pressure difference created by the compressor generally increases when the speed increases. The same pressure difference created by the compressor 44 therefore corresponds to a higher inlet pressure when the speed is lower and, consequently, the piston 38 restores the normal mixture by closing the valve.
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valve 17 for an intake pressure which increases when the speed decreases.
But the intake pressure from which it is necessary to restore the normal mixture when the speed control is in the "lean" position does not have an extremely precise value, and the slight variations that the pressure can undergo. The intake for which the device restores the normal mixture, when the speed varies, are generally without disadvantage.
At present, it is common for the propeller driven by the engine to be a variable pitch propeller, the pitch of which is controlled by a regulator so as either to maintain the speed constant or to adjust the latter as a function of inlet pressure. The governor is, for example, a centrifugal governor whose sleeve actuates, preferably by means of a servo-control, the control of the pitch of the propeller. If the speed must be kept constant, the regulator spring is invariable; if the speed is to be adjusted according to the inlet pressure, the regulator spring is set by the inlet pressure, preferably by means of a servo control.
Under these conditions, if the regulator adjusts the pitch of the propeller so as to maintain cons. both the speed, the pressure difference created by the compressor depends only on the intake pressure since the speed is fixed. If the regulator adjusts the pitch of the propeller so as to vary the speed according to the intake pressure, to each value of the intake pressure corresponds a determined engine speed and, consequently, a determined pressure difference between upstream and downstream of the compressor. Here again, the pressure difference created by the compressor is ultimately a function only of the intake pressure.
In engines fitted with a variable-pitch propeller, the pitch of which is controlled by a regulator so as to keep the speed constant, or to adjust it according to the
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inlet pressure, the pressure difference which actuates the piston 38 of the device shown in FIG. 4 is a function only of the inlet pressure and the reestablishment of the normal mixture by this device occurs for an invariable value of the inlet pressure as in the device shown in Figure 1. The application of the device shown in Figure 4 to a motor of this type is a particularly important application.
In the embodiments of the invention which have been described above, the valve actuated as a function of the inlet pressure by the manometric device constitutes the organ for regulating the richness of the mixture itself, but it is clear that this member may be distinct from the valve; Figure 5 shows an example.
The device shown in Figure 5 differs from the device shown in Figure 1 in that the enrichment of the mixture, to pass from the lean mixture to the normal mixture, is obtained by the actuation of a nozzle 51 which is controlled by a valve 52, and the flow rate of which is added to the flow rate of the normal nozzle 53 to supply the fuel outlet 5, via the conduit 54 when the valve 52 is open.
The valve 52 is connected by a rod 55 to a membrane 56 loaded by a spring 59, and arranged between the space 8 located above the fuel level in the float tank 6 and the chamber 57 to which a vacuum is transmitted. when the valve 17 is open. The space 8 is connected to the air intake 11 of the carburetor by a bypass 58 of the duct 9. The valve 17 is controlled in exactly the same way as in the device shown in FIG. 1.
When the valve 17 is open at the same time as the tap 15, the vacuum transmitted to the chamber 57 sucks the membrane 56 and closes the valve 52. The engine then receives the lean mixture. If, on the contrary, either tap 15 or
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the valve 17 is closed, no depression is transmitted to the chamber 57 and the membrane 56 is lowered under the pressure of the spring 59 thus causing the opening of the valve 52 so as to restore the normal mixture.
The operation of the device is quite similar to the operation of the device shown in Figure 1, the only difference is that the valve 17, instead of itself constituting the member for adjusting the richness of the mixture by adjusting the vacuum transmitted to the tank, constitutes only .a member of vacuum transmission to the chamber 57, the vacuum thus'transmitted being used to control the richness member of the mixture which is constituted here by the fuel valve 52. It is clear that the negative pressure transmitted to the chamber 57 could control any other type of device for adjusting the richness of the mixture, for example a valve acting on an air duct for emulsifying the fuel supplied to the fuel outlet 5.
In the device shown in Figure 5, the. lever 23 is actuated mechanically by the shutter so as to close the valve 17 and to re-establish the normal mixture, when this shutter arrives near the full opening.
It is obvious that the mechanical device actuated by the shutter could act directly on the component for adjusting the richness of the mixture, as has been shown in FIG. 6.
In the device shown in Figure 6, the lever 23 controlled by the shutter is replaced by a fork 60 in which is engaged the rod 55 of the valve 52. When the shutter arrives in the vicinity of the full opening, the end of the fork 60 sort in contact with% ne flange 61 carried by the rod 55 and lowers the latter so as to open the valve 52 and restore normal mixing.
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In the accompanying drawings, the carburetor has been shown in a purely schematic manner and all the usual devices such as idling device, emulsion air ducts, altimetric correction device, etc. have been omitted. have nothing to do with the invention. The carburetor can obviously be fitted with all the usual devices and, in particular, nothing prevents the altimetric correction from being made by transmission of a vacuum to the float tank of the carburetor or to the membrane of the pressure regulator. membrane. The device would not be altered in principle.
In the devices shown in FIGS. 1 to 4, for example, the opening of the duct 12 provided with the calibrated orifice 14 will always increase the vacuum transmitted and, consequently, make it possible to switch from the normal mixture to the lean mixture.
Finally, the invention could obviously be modified in detail; in particular the vacuum duct 12 will not necessarily open out at the carburetor diffuser and it is sufficient, as a general rule, for it to open out into the mixing pipe at a point where a vacuum exists.
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