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"Doseur d'air automatique pour moteur à gazogène"
La principale difficulté que l'on rencontre lorsque l'on cherche à équiper les moteurs à explosion avec des gazogènes à gaz consiste dans le dosage du mélange air-gaz, principalement au moment des variations de vitesse du moteur.
Avec les dispositifs actuellement en usage, lorsque l'opérateur appuie sur l'accélérateur, la dépres- sion créée par le moteur entraîne des effets inégaux dans les deux canalisations d'amenée d'air et d'amenée de gaz par suite de leur résistance différente à l'écoulement
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des fluides. La canalisation d'amenée des gaz subit des pertes importantes dues d'abord au passage de gaz à tra- vers le gazogène lui-même et, à la sortie de ce gazogène, à travers le ou les épurateurs.
Les effets inégaux provoquée par l'aspiration du moteur dans ces deux canalisations déterminent des varia- tions du débit des fluides (gaz etair), de telle sorte que le dosage correct ne peut être réalise. De plus, il importe de remarquer que même lorsque la vitesse du acteur est cons- tante, le débit du gaz est fonction de l'état de propreté du gazogène et de l'épure leur.
Pour obtenir un réglage constant, on a déjà songé à munir les canalisations d'amenée de gaz et d'amenée d'air de papillons commandés manuellement et destinés sur- tout à éviter les arrêts intempestifs du moteur au démar- rage et à l'arrêt. Mais ces dispositifs sont absolument in- capables d'assurer l'obtention d'un mélange correct toutes les allures du véhicule, car on conçoit qu'il serait néces- spire de prévoir un asservissement des pppillons, impossible à réaliser manuellement et difficile réaliser mécanique- ment.
Si l'on cherchait d'ailleurs à commander ces papillons par un moyen approprié en fonction dans la dépres- sion du moteur, on ne pourrait pas davantage obtenir la com- ppsition correcte du mélange carburé cir il est impossible de.se rendre maître du débit du gaz dont la température, et par suite le poids spécifique, dépendent de nombfeux para- mètres.
La présente invention a précisément pour objet un dispositif de régulation caractérisé essentielle- ment par le réglage de 1'air admis au moteur en fonction de l'air admis au gazogène, de manière à réaliser un rapport convenable eritre le débit de l'air admis sous la grille du gazogène et le débit de
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l'air admis au moteur indépendamment des variations@cilal- lure du gazogène et de toutes autres causes perturbatrices.
Le réglage, objet de l'invention, est-assuré par le moyen d'une vanne ou registre convenable, disposée sur la canalisation d'amenée d'air au moteur et commandée par un membrane équilibrée, dont l'une des faces est reliée par une canalisation appropriée à une botte à vent où dé- bouche une tuyère calibrée d'entrée d'air au gazogène, et dont l'autre face est en communication aveo une 'boîte à vent où débouche une tuyère calibrée d'admission d'air au moteur;
l'équilibfage de ladite membrane est'en outre tel
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que cette dernière puisse, lors des variatixs, d"al7.ura du ,moteur, rétablir immédiatement par ses osoi11atins;, 1xâ- c Luilibre entre les dépressions régnant dans les boites a." -vent. ' "/ a ';.(r , Grâce â cette organisation nouvelle',"'on compense immédiatement les effets d'une variation d'allure :.malgré les pertes de charge des canalisations, On est ainsi assuré de n'avoir jamais ni excès d'air, ni manque dair quelle que soit la brutalité des variations d'allure: On augmente la puissance du moteur tout en réalisant.une éco- nomie de combustible avec une grande sécurité;
de marche,
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Pour mieux MI 1 PAelee-C le fonctionnement \du , dispositif, objet de l'invention, on va décrire à titre d'exemple, d'une manière purement indicative et-non limi-
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tative, le mode de réalisation référ4\f,.;:', Sur le dessin annexé : Çç figure 1 est une vue sohénatiçue,à'uD dispositif du domaine public dans lequel le réglage. est as- suré par commande manuelle;
La figure 2 est une vue schématique 'd'un
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doseur automatique conforme à l'invention.
Si l'on se reporte à la figure 1, on -voit out de suite les inconvénients présentés par les dispositifs de réglage habituels. Lorsque l'on accélère brutalement, c'est-à-dire lorsque l'on ouvre rapidement le papillon p disposé sur le collecteur C du moteur M, on détermine dans les canalisations d'amenée de gaz C et d'amenée d'air C des dépressions dont les effets se produisent différem- ment.
En effe, l'air arrive tout de suite au moteur par la canalisation qui est très courte en général et qui ne présente pas de pertes de charge sensibles, tandis Que le gaz (lui vient du gazogène G, après être passé par l'épura- teur E, a subi des pertes sensibles et n'arrive au moteur qu'après un retard appréciable, ce qui peut avoir pour effet' de provoquer l'étouffement de ce dernier par excès d'air.
Inversement, on peut obtenir un excès de gaz provoquant une combustion incomplète. Pour pallier à ces inconvénients,on a coutume de disposer, ainsi au'on l'a représenté sur la figure 1, des papillons P3 et P2 sur les canalisations C3 et C2. Ces papillons, commandes à la main, sont très dif- ficiles à manoeuvrer au moment voulu pour obtenir le mélange optimum. on conçoit sans peine l'impossibilité pratique du régalge.
Si l'on se reporte à la figure 2, on voit que, dans le mode de réalisation préféré, le dispositif doseur, objet de l'invention, comprend tout d'abord une botte à vent B disposée devant les tuyères du gazogène et comportant une tuyère T calibrée d'arrivée d'air ; une deuxième boîte à
1 vent B est placée au bout de la tuyauterie 0 d'admission , dair au moteur et elle comporte une tuyère calibrée T d'air.*
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La boîte B est' divisée en deux par une membrane ' étanche m reliée à un registre H obturant la canalisation C et équilibrée par un contrepoids guidé P, l'équilibrage réa- lisé étant tel qu'il laisse une légère prépondérance à la fer- meture du registre H.
Les deux bottes B et B sont reliées elles-mêmes
1 2 par une, canalisation K.
.Le fonctionnement du dispositif, objet de l'inven- tion, est,fondé sur ce fait que la quantité de gaz aspirée par le moteur est proportionnelle au volume d'air qui pénètre dans le gazogène par les tuyères d'entrée t, de ce dernier.
La quantité d'air qui doit pénétrer dans le mo- teur est donc elle-même fonction du cube d'air qui passe sous la grille du gazogène. On comprend, dans ces conditions,qu'il suffit, pour doser automatiquement l'air rentrant dans le mo- teur, de rendre son débit fonction de celui de l'air admis au gazogène. A cet effet, si l'on crée automatiquement des dépressions égales en B et en B ,les quantités d'air admises
1 2 dans le gazogène.et dans le moteur seront proportionnelles aux sections des cols des tuyères calibrées T et T et il suf-
1 2 tira, pour obtenir le mélange carburé correct, de donner à ces tuyères un rapport de sections correspondant ou équivalent au rapport-théorique des quantités d'air qui doivent pénétrer respectivement dans le gazogène et dans le moteur.
L'égalité régaant des dépressions @ dans les boîtes B ettB est obtenue
1 2 par le moyen de la membrane équilibrée a - "ia qui laisse une lé- gère prépondérance à la fermeture au registre H obturant la tuyauterie C d'amenée d'air au moteur.
De plus,.la face supérieure de la membrane m est soumise, par 1'intermédiaire de la canalisation K, à la dépression régnant en B , tandis que la face inférieure est soumise à la dépression qui existe dans la partie inférieure de la boite B , partie dans laquelle débouche la tuyère T .
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le fonctionnement de la membrane m est alors le suivant : lorsque l'on désire faire varier la vitesse du moteur par la manoeuvre du papillon P on provoque une variation
1 de la dépression en aval du papillon. Cette variation est trans- mise dans B et dans B d'une manière quelconque; peu importe la façon dont cette transmission s'est opérée car la membrane équilibrée m corrige toujours par ses oscillations les différences dé pressions en B et en B de telle sorte que l'é-
1 2 quilibre est toujours rétablie
Il est bien entendu que l'on pourrait apporter au mode de réalisation décrit divers changements, additions ou perfectionnements sans altérer pour cela l'économie générale de l'intention.
En particulier, on peut prévoir un jeu de tuyères
T et T susceptibles d'être mises en circuit successivement pour obtenir des mélanges carbures correspondant à l'utilisa- tion de combustibles différents;
Le dispositif doseur automatique, objet de l'in- . mention, pourrait être appliqué avantageusement à tous types de moteurs.
Il est bien entendu encore que l'équilibrage de la membrane peut être réalisé par tout moyen approprié.
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"Automatic air proportioner for gasifier engines"
The main difficulty encountered when seeking to equip internal combustion engines with gas generators consists in the metering of the air-gas mixture, mainly at the time of variations in engine speed.
With the devices currently in use, when the operator presses the accelerator, the vacuum created by the engine causes unequal effects in the two air supply and gas supply pipes due to their resistance. different to flow
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fluids. The gas supply line undergoes significant losses due first of all to the passage of gas through the gasifier itself and, at the outlet of this gasifier, through the purifier (s).
The uneven effects caused by the motor sucking in these two pipes cause variations in the flow rate of the fluids (gas and air), so that the correct dosage cannot be achieved. In addition, it is important to note that even when the speed of the actor is constant, the gas flow rate is a function of the state of cleanliness of the gasifier and the purge thereof.
In order to obtain a constant adjustment, consideration has already been given to fitting the gas supply and air supply pipes with manually controlled butterflies intended above all to prevent untimely stoppages of the engine when starting and starting up. stop. However, these devices are absolutely incapable of ensuring that the correct mixture is obtained at all speeds of the vehicle, because it is understood that it would be necessary to provide a slaving of the thrusters, which is impossible to carry out manually and difficult to achieve mechanically - is lying.
If, moreover, we sought to control these butterflies by an appropriate means depending on the depression of the engine, we could not obtain the correct composition of the fuel mixture; it is impossible to gain control of the engine. gas flow rate, the temperature, and hence the specific gravity, of which depends on many parameters.
The object of the present invention is precisely a regulation device characterized essentially by the adjustment of the air admitted to the engine as a function of the air admitted to the gasifier, so as to achieve a suitable ratio between the flow rate of the air admitted. under the gasifier grid and the flow
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the air admitted to the engine independently of variations @ gasifier cilal- lure and any other disturbing causes.
The adjustment, object of the invention, is ensured by means of a suitable valve or register, disposed on the duct for supplying air to the engine and controlled by a balanced membrane, one of whose faces is connected. by a pipe suitable for a wind boot into which a calibrated gasifier air inlet nozzle emerges, and the other face of which is in communication with a wind box into which a calibrated air inlet nozzle emerges. air to the engine;
the balancing of said membrane is furthermore such
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that the latter can, during the variatixs, of "al7.ura of the motor, immediately restore by its osoi11atins ;, 1xâ- c the balance between the depressions prevailing in the boxes a." -wind. '"/ a';. (r, Thanks to this new organization ',"' we immediately compensate for the effects of a variation in speed:. despite the pressure drops in the pipes, we are thus assured of never having neither excess air, nor lack of air whatever the brutality of the speed variations: The engine power is increased while achieving fuel savings with great safety;
Steps,
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For better MI 1 PAelee-C the operation \ of the device, object of the invention, will be described by way of example, in a purely indicative and not limited manner.
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tative, the embodiment refer4 \ f,.;: ', In the accompanying drawing: Çç Figure 1 is a view sohénatiçue, à'uD device in the public domain in which the adjustment. is ensured by manual control;
Figure 2 is a schematic view of a
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automatic doser according to the invention.
If we refer to FIG. 1, we see immediately the drawbacks presented by the usual adjustment devices. When you accelerate suddenly, that is to say when you quickly open the throttle p arranged on the manifold C of the engine M, it is determined in the gas supply C and air supply pipes C depressions, the effects of which occur differently.
In fact, the air arrives immediately to the engine through the pipe which is generally very short and which does not present significant pressure drops, while the gas (comes to it from the gasifier G, after having passed through the purifier - tor E, has suffered significant losses and only arrives at the engine after an appreciable delay, which may have the effect of causing the latter to be suffocated by excess air.
Conversely, one can obtain an excess of gas causing incomplete combustion. To overcome these drawbacks, it is customary to have, as has been shown in Figure 1, butterflies P3 and P2 on the pipes C3 and C2. These hand-operated butterflies are very difficult to operate when needed to obtain the optimum mixture. it is easy to imagine the practical impossibility of the regal.
If we refer to Figure 2, we see that, in the preferred embodiment, the metering device, object of the invention, firstly comprises a wind boot B disposed in front of the nozzles of the gasifier and comprising a calibrated air inlet nozzle T; a second box
1 vent B is placed at the end of the 0 intake pipe, air to the engine and it includes a calibrated T air nozzle. *
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Box B is 'divided in two by a waterproof membrane' m connected to a register H closing off the pipe C and balanced by a guided counterweight P, the balancing carried out being such that it leaves a slight preponderance to the iron. metering of the H.
The two boots B and B are connected themselves
1 2 by one, K line.
The operation of the device, object of the invention, is based on this fact that the quantity of gas sucked in by the engine is proportional to the volume of air which enters the gasifier through the inlet nozzles t, from this last.
The quantity of air which must enter the engine is therefore itself a function of the cube of air which passes under the gasifier grid. It will be understood, under these conditions, that, in order to automatically dose the air entering the engine, it suffices to make its flow rate a function of that of the air admitted to the gasifier. To this end, if one automatically creates equal depressions in B and in B, the quantities of air admitted
1 2 in the gasifier. And in the engine will be proportional to the sections of the necks of the calibrated T and T nozzles and it is sufficient
1 2 pulled, to obtain the correct fuel mixture, to give these nozzles a section ratio corresponding or equivalent to the theoretical ratio of the quantities of air which must respectively penetrate into the gasifier and into the engine.
The regaant equality of the depressions @ in the boxes B and tB is obtained
1 2 by means of the balanced diaphragm a - "ia which leaves a slight preponderance in closing the register H closing off the pipe C for supplying air to the engine.
In addition, the upper face of the membrane m is subjected, via the pipe K, to the negative pressure prevailing in B, while the lower face is subjected to the negative pressure which exists in the lower part of the box B , part into which the nozzle T opens.
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the operation of the membrane m is then as follows: when it is desired to vary the speed of the engine by operating the throttle P, a variation is caused
1 of the depression downstream of the butterfly. This variation is transmitted to B and B in some way; it does not matter how this transmission took place because the balanced membrane m always corrects by its oscillations the pressure differences in B and in B such that the e-
1 2 balance is always restored
Of course, various changes, additions or improvements could be made to the embodiment described without thereby altering the general economy of the intention.
In particular, a set of nozzles can be provided
T and T capable of being switched on successively to obtain carbide mixtures corresponding to the use of different fuels;
The automatic dosing device, object of the. mention, could be advantageously applied to all types of engines.
It is also understood that the balancing of the membrane can be achieved by any suitable means.