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Economiseur d'essence
La présente invention se rapporte à un économiseur d'essence.
Les moteurs à explosion et plus particulièrement les moteurs à essence actionnant des installations fixes et mobiles, notamment les moteurs d'automobile, sont appelés à fonctionner dans des conditions de charge diverses et à des vitesses également diverses avec le maximum de souples- se. Ces moteurs doivent partir à froid, à la manivelle ou au démarrreur, alors qu'on les fait tourner à un faible nombre de tours par minute, ce qui exige un mélange explosif riche. Un mélange explosif riche est également nécessaire pour la rapidité des reprises. Au ralenti, il faut que le mé- lange--soit tout juste assez riche pour pérmèttre au moteur de tourner,,à la vitesse de marche ,au ralenti.
Lorsqu'on descend des cotes ou des pentes rap des en employant le moteur comme frein pour diminuer la ¯ vitesse de l'automobile, ou lorsqu'on cesse d'accélérer en vue de ralentir avant d'arrêter il faut que le mélange soit très pauvre afin d'économiser l'essence.
Certaines des conditions avantageuses ci-dessus sont satisfaites dans une certaine mesure par les disposi- tifs de carburation actuels. Le carburateur est construit pour fournir un mélange convenable par exemple de 15 : 1, mais il est incapable d'y parvenir dans toutes les conditions de vitesse et de charge.
Sous l'effet de vide créé par la rotation à la manivelle et le papillon étant fermé, le mélange aspiré dans le moteur est juste assez riche pour assurer un démarrage convenable. On doit laisser cette partie du fonctionnement du moteur au démarrage se dérouler de la façon normale et
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ne pas y apporter de perturbations. Un sait que c'est lors- que la dépression dans le collecteur d'admission est la plus élevée qu'on obtient le mélange le plus riche, et que ce mélange s'appauvrit à mesure que la dépression diminue.
Cotte dépression est créée par la vitesse du moteur, mais clle est modifiée par la position du papillon. Le mélange
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devient plus riche du fait qu'r mesure que la vitesse de 7'air traversant le carburateur augmente par suite d l'élé- vation de la déprennion la quantité d'essence liquide four- pie augmente dans une proportion plur forte, d'où il résulte que le mélange est trop riche aux régimes de moteur élevés et qu'un gaspillage d'essence intervient.
La pression dans le collecteur d'admission est le résultat de la vitesse de rotation du moteur et de la position du papillon.
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Un a diverseriant essayé d'économiser l'essence consommée, et l'on a proposé de prévoir une soupape d'admis- sion d'air dans le collecteur entre le papillon et le moteur, mais le rendement obtenu n'a pas été assez bon pour justifier l'adoption de ce dispositif. Son prix de revient, le coût de son installation, les frais de son entretien et la médio-
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cri t{> des résultats s'y opposaient.
Manifestement, le dessein de l'inventeur était d'introduire de l'air dans le mélange présent dans le collecteur chaque fois que la dépression ouvrait la soupape; il est probable qu'on réalisait ainsi une certaine économie, mais aucune disposition n'était pri- SI'! pour assurer une consommation convenable à tous les régi- mes de moteur et pour toutes les position de papillon en
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V1!f) d'obtenir un bon rendement et ann bonne souplesse.
L'un des objets de la présente invention est une soupape d'ent:f1éa d'air qu'on a rendue réglable de manière qu'on puisse la disposer en vue d'obtenir une marche régulière dit moteur au ralenti avec une consommation d'essence minimum.
Un autre objet de l'invention est de réaliser une soupape de ce genre ne fonctionnant pas à la vitesse de lancement, afin que le moteur reçoivp,sous le contrôle du car- burateur, le mélange riche nécessaire pour le démarrage.
L'invention vise également à réaliser une soupape qui se ferme lorsqu'on ouvre le papillon tout grand en vue
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(1' \)11e reprise rapide, afin que ne soit p.as dilué le mélange riche nécessaire à cet instant, mais qui s'ouvre dci manière n admettre de l'air pour diluer le mélange à mesure .qu'on Abandonne graduellement l'accélérateur jusqu'à la position voulue pour que la vitesse acquise soit maintenue.
L'invention envisage aussi la création d'une soupape assurant l'admission d'une quantité d'air maximum dans le collecteur à la descente d'une cote rapide ou lorsqu'on
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s'apprêto à stopper, afin qu'on puisse bénéficier au maximum de la puissance de freinage du moteur pour le ralentissement du véhicule sans gaspiller inutilement le mélange très riche que le carburateur fonctionnant seul fournirait à ce moment précis.
L'invention a encore pour objet de réaliser une soupape qui entre en action aprs que la dépression a atteint une certaine valeur dans le collecteur d'admission à la suite do quoi elle permet à l'air d'entrer en quantité de plus on plus grande dans le colleoteur en proportion directe avec l'élévation de la dépression consécutive à une augmentation de la vitesse du moteur, ou de l'ouverture du papillon, ou des deux.
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L'invention ayant déjà permis d'effectuer une éco- nomie de 20 à 30% et plus dans la consommation d'essence tout en obtenant un fonctionnement meilleur et plus souple, ainsi qu'il résulte d'une série d'essais portant sur plu- sieurs marques d'automobile, et considérant l'importance immédiate qu'elle refêt, on va en décrire un mode d'exécution actuel de choix qui a donné satisfaction, en même temps qu'on se référera aux dessins ci-joints où :
La figure 1 est une vue en élévation schématique d'un moteur, de son collecteur d'admission et de son carbu- rateur, la soupape d'admission d'air perfectionnée suivant l'invention étant montée sur le collecteur.
La figure 2 est une coupe par l'axe de la soupape d'admission d'air.
La figure 3 est une élévation latérale de cette même soupape.
La figure 4 est une coupe suivant la ligne 4-4 de la figure 2.
La figure 5 est une coupe suivant la ligne 5-5 dela figure 2.
Considérant la figure 1 on voit, schématiquement représenté en 6, un moteur à essence, en 7 un collecteur d'admission, en 8 un carburateur et en 9 la soupape d'admis- sion d'air suivant l'invention, montée sur le collecteur au point où le courant de mélange explosif pénètre dans la partie distributrice du collecteur. La soupape peut être montée en position verticale dans la paroi supérieure du collecteur, comme on peut aussi la disposer n'importe où entre le papillon 10 et le oollecteur proprement dit.
Le papillon est du type classique et on l'action- ne par les moyens habituels à partir de l'accélérateur, une butée réglable 11 étant prévue pour régler ou fixer la posi- tion de ropos ou fermée de ce papillon.
Le carburateur est muni du dispositif de mise au point habituel, et le réglage du ralenti du moteur s'effec- tue comme à l'ordinaire. Lorsque ce réglage est terminé on libère lentement la soupape suivant l'invention, qu'on avait rimitivemont bloquée dans sa position fermée, de manière admettre de l'air qui va amener le moteur à prendra de la vitesse et à tourner plus rapidement. On continue à relâ- cher qu ouvrir la soupape jusqu'à ce que le moteur ait des ratés. A ce moment en fait revenir la soupape de quelques crans en arrière jusqu'à ce qu'on obtienne une marche au ralenti régulière. Une légère correction du réglage de la butée de papillon 11 peut s'imposer pour abaisser le régime du moteur jusqu'à la vitesse de ralenti désirée.
Telle qu'elle est représentée à la figure 2, la soupape d'admission d'air suivant l'invention comprend un corps cylindrique 15 alésé à trois diamètres différents. La partie inférieure 16 de l'alésage constitue la lumière de prise d'air de la soupape, et sa seotion de passage est suffisante pour assurer l'entrée du maximum d'air nécessai- re. Au besoin, une botte de filtrage d'air 17 garnie d'une matière filtrante convenable 18 peut erre visséesur l'ex- trémité inférieure de la botte 15.
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La partie 16 de l'alésage communique avec une par- tie d'alésage longue 20 de diamètre légèrement supérieur dans laquelle fonctionne la soupape suivant l'invention.
La soupape s'aljustefrottement doux dans la partie 20 de l'alésage et sa longueur est sensiblement telle qu'on l'a indiqué afin de lui assurer une grande amplitude de mouve- ment entre ses positions fermée et ouverte en grand en même temps qu'une certaine inertie. L'extrémité inférieure de la soupape 21 est conique ainsi qu'il est indiqué en 22 de manière quelle porte sur un siège conique 2,5 formé dans l'épaulement entre les parties 16 et 20 de l'alésage.
La face extérieure de la soupape est rainée ou cannelée comme on le voit en 25, les rainures allant en s'approfondissant, ainsi qu'on le voit à gauche sur la figure 2, depuis un point voisin de l'extrémité supérieure de la soupape jusqu'à son extrémité Inférieure, afin d'admettre une faible quantité d'air au début du mouvement de la soupape à partir de son siège et d'en admettre les quantités croissantes à mesure que la soupape continue à s'écarter de son siège sous l'action d'une dépression croissante dans le collecteur.
Dans l'extrémité supérieure du corps cylindrique 15 est vissé un organe 26 comportant un corps tubulaire 27 et une tête renflée 28 située son extrémité inférieure et vissée comme il est indiqu dans la partie supérieure 29, la plus large, de l'alésage du corps 15, ce qui permet de rapporicher ou d'éloigner l'organe 26 du corps 15 en vue de régler la pression du ressort sur la soupape et de bloquer celle-ci sur son siège comme il va être indiqué.
L'organe 26 est. fileté à son extrémité supérieure comme on le voit en 30 pour qu'on puisse le visser dans un trou du collecteur d'admission 7.
L'organe 26 est percé de part en part d'un trou dont la partie supérieure 31 a une section suffisante pour que la quantité d'air maximum puisse se rendre par là dans la collecteur d'admission. La partie inférieure du même trou est alésée comme on le voit en 32 en vue de loger un faible ressort de soupape 34 dont l'extrémité supérieure porte sur un épaulement 35 formé entre les parties du trou.
L'extrémité inférieure de la partie alésée 32 se termine par une rainuretransversale-56 qui se prolonge diamétralement et latéralement au-delà de la face extérieu- re de la soupape et dont la largeur ne dépasse pa s le dia- mètre de la partie alésée 32 du trou, diamètre qui est inférieur à celui de la soupape, de sorte que lorsque la soupape se trouve appliquée,contre l'extrémité inférieure de l'organe 26 l'air puisse se rendre par la soupape dans le trou ;52, etc.. et dans le collecteur d'admission. Un peut visser l'organe 26 dans le corps 15 assez profondément pour qu'il porte sur la soupape et l'applique sur son siège aux fins dont il a ét question. L'extrémité inférieure du res- sort entoure une saillie 40 de l'extrémité supérieure de la soupape.
Afin de conserver le réglage de la soupape, on emploie un organe en cuvette 42 élastiquement chargé et muni de dents 43 coopérant avec des dents 44 du corps 15, ces dents étant façonnées de manière à grimper les unes par dessus les autres tandis qu'on fait tourner le corps 15 en vue de réglhr la soupape. La denture de l'organe 42 est maintenue en prise avec celle du corps 15 par un ressort 45 prenant appui sur un collet 46 rapporté sur l'organe 26.
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Quant à l'organe 42, il est empêché de tourner aur l'organe 26 d'une manière convenable quelconque comne il est indiqué en 47 sur la figure 4.
On a décrit et représenté une forme d'exécution pré- féré de l'invention. Dans cette forme on emploie une soupape plutôt lourde afin de créer une certaine inertie, et un ressort relativement faible, ainsi que des orifices commandés par la soupape et orienté* dans la direction du mouvement de celle-ci.
Lorsqu'un moteur à combustion interne du type à pistons animés d'un mouvement alternatif tourne à vitesse constante, par exem- ple en marche au ralenti, il se produit des variations relati- vement considérables de la dépression dans le collecteur d'ad- mission, ce qui se traduit par des variations correspondantes dans les pressions effectives agissant sur l'extrémité infé- rieure ou extérieure de la soupape dans le aens de l'ouverture.
Par suite, il se produit une succession rapide d'efforts tendant à faire aller et venir la soupape qui si celle-ci est du type classique à faible levée, relativement légère et appliquée sur son siège par un ressort relativement poissant, prend un mouve- ment de va-et-vient rapide se traduisant par des variations de l'ouverture de la soupape et par un effet destructif de marte- lage sur le siège de soupape. La valve suivant l'invention est insensible à de telles variations et demeure fixe; par suite, elle permet d'obtenir une section de passage qui admet la même quantité d'air à tous les instants pendant la marche au ralenti, saut dans la mesure où. cette quantité est affectée par les va- riations dans le degré de vide existant dans le collecteur d'ad- mission.
Des essais ont révélé que les variations du degré de vide dans le collecteur d'admission muni de la soupape suivant l'invention sont faibles, à quoi s'ajoute cet avantage que la vitesse de l'air à travers le carburateur varie très peu, si bien que ce dernier fournit un mélange à peu près uniforme au lieu d'un mélange tantôt riche et tantôt pauvre.
Dans la présente construction, l'extrémité inférieure ou extérieure de la soupape s'écarte relativement beaucoup de son siège, ce qui l'empêche de vibrer corne elle pourrait le faire sans cela sous l'action d'un rapide courant d'air entre la soupape et son siège. De plus, comme les lumières ou ouver- tures réglant le débit se trouvent entre le coté de la soupape et le guide de celle-ci, la pression résultante agissant sur la soupape et provenant de la vitesse de l'air à son passage à travers celle-ci est dirigée perpendiculairement à l'axe de mouvement de la soupape* Il eat évident qu'on peut employer l'extrémité à surface réduite de la soupape uniquement comme butée, ou qu'on peut la supprimer, auquel cas l'extrémité inté- rieure ou supérieure,
circonférentiellement continue de la sou- pape se trouverait dans sa position de complète fermeture, à l'intérieur de l'extrémité supérieure du guide et empêcherait l'air de passer* De ce point de vue, on peut considérer la face intérieure du guide comme constituant le siège de la soupape.
Bien que, pour les fins de l'exposition, on ait représenté une forme d'exécution préférée et qu'on l'ait dé- crite en détail, il doit tre entendu qu'on peut apporter des modifications sans sortir pour cela du cadre de l'inven- tion.
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Fuel saver
The present invention relates to a gasoline saver.
Internal combustion engines and more particularly gasoline engines operating fixed and mobile installations, in particular automobile engines, are called upon to operate under various load conditions and at also various speeds with the maximum flexibility. These engines must start cold, with the crank or starter, while running at low rpm, which requires a rich explosive mixture. A rich explosive mixture is also necessary for the speed of the recoveries. At idle, the mixture - should be just rich enough to keep the engine running, at full speed, at idle.
When going down hills or steep slopes using the engine as a brake to decrease the speed of the automobile, or when you stop accelerating in order to slow down before stopping, the mixture must be very poor in order to save gasoline.
Some of the above favorable conditions are met to some extent by current carburizing arrangements. The carburetor is constructed to provide a suitable mixture of eg 15: 1, but it is unable to achieve this under all speed and load conditions.
Under the effect of vacuum created by the rotation of the crank and the throttle being closed, the mixture sucked into the engine is just rich enough to ensure proper starting. This part of the engine operation at start-up must be allowed to proceed in the normal way and
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do not disturb it. It is known that the richest mixture is obtained when the vacuum in the intake manifold is highest, and that this mixture becomes lean as the vacuum decreases.
This vacuum is created by the speed of the engine, but it is modified by the position of the throttle. The mixture
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becomes richer because as the speed of the air passing through the carburetor increases as a result of the increase in depreciation the quantity of liquid gasoline supplied increases in a greater proportion, hence the result is that the mixture is too rich at high engine speeds and that gasoline is wasted.
The pressure in the intake manifold is a result of the engine's rotational speed and the throttle position.
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A diverseriant tried to save the gasoline consumed, and it was proposed to provide an air intake valve in the manifold between the throttle and the engine, but the efficiency obtained was not sufficient. good to justify the adoption of this device. Its cost price, the cost of its installation, the costs of its maintenance and the medio-
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cry t {> results opposed it.
Obviously, the inventor's design was to introduce air into the mixture present in the manifold each time the vacuum opened the valve; it is probable that some saving was achieved in this way, but no provision was made! to ensure adequate consumption at all engine speeds and for all throttle positions in
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V1! F) to obtain a good yield and good flexibility.
One of the objects of the present invention is an air inlet valve which has been made adjustable so that it can be arranged with a view to obtaining a regular operation called engine at idle speed with a consumption of minimum gasoline.
Another object of the invention is to provide a valve of this type which does not operate at cranking speed, so that the engine receives, under the control of the carburettor, the rich mixture necessary for starting.
The invention also aims to provide a valve which closes when the throttle is opened wide in view.
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(1 '\) 11th rapid recovery, so that the rich mixture necessary at this moment is not diluted, but which opens here so as to admit air to dilute the mixture as it is gradually abandoned. accelerator to the desired position so that the acquired speed is maintained.
The invention also envisages the creation of a valve ensuring the admission of a maximum quantity of air into the manifold when descending from a rapid level or when
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getting ready to stop, so that one can take full advantage of the engine's braking power to slow the vehicle down without wasting unnecessarily the very rich mixture that the carburetor operating alone would provide at that precise moment.
Another object of the invention is to provide a valve which comes into action after the vacuum has reached a certain value in the intake manifold, as a result of which it allows the air to enter in more or more quantity. large in the collector in direct proportion to the increase in vacuum resulting from an increase in engine speed, or throttle opening, or both.
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The invention having already made it possible to achieve savings of 20 to 30% and more in gasoline consumption while obtaining better and smoother operation, as results from a series of tests relating to several makes of automobile, and considering the immediate importance that it reflects, we will describe a current mode of execution of choice which has given satisfaction, at the same time that we refer to the attached drawings where :
Figure 1 is a schematic elevational view of an engine, its intake manifold and its carburetor, the improved air intake valve according to the invention being mounted on the manifold.
Figure 2 is a section through the axis of the air intake valve.
Figure 3 is a side elevation of this same valve.
Figure 4 is a section taken on line 4-4 of Figure 2.
Figure 5 is a section taken on line 5-5 of Figure 2.
Considering FIG. 1, we see, schematically represented at 6, a gasoline engine, at 7 an intake manifold, at 8 a carburetor and at 9 the air intake valve according to the invention, mounted on the manifold at the point where the explosive mixture stream enters the distributor portion of the manifold. The valve can be mounted vertically in the top wall of the manifold, as can also be disposed anywhere between the butterfly 10 and the manifold itself.
The throttle is of the conventional type and is actuated by the usual means from the accelerator, an adjustable stop 11 being provided to adjust or fix the over-posed or closed position of this throttle.
The carburetor is fitted with the usual tuning device, and the engine idle speed is adjusted as usual. When this adjustment is completed, the valve according to the invention is slowly released, which had rimitivemont blocked in its closed position, so as to admit air which will cause the engine to pick up speed and run more quickly. Keep releasing and opening the valve until the engine misfires. At this point, in fact, turn the valve back a few notches until you get regular idling. A slight correction of the throttle stop 11 setting may be necessary to lower the engine speed to the desired idle speed.
As shown in Figure 2, the air intake valve according to the invention comprises a cylindrical body 15 bored to three different diameters. The lower portion 16 of the bore constitutes the air intake lumen of the valve, and its passage section is sufficient to ensure the entry of the maximum amount of air required. If required, an air filter boot 17 lined with suitable filter material 18 can be screwed onto the lower end of the boot 15.
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Portion 16 of the bore communicates with a long bore portion 20 of slightly larger diameter in which the valve according to the invention operates.
The valve fits smoothly in portion 20 of the bore and its length is substantially as indicated in order to provide it with a large range of motion between its closed and wide open positions at the same time. 'a certain inertia. The lower end of valve 21 is tapered as indicated at 22 so that it bears a tapered seat 2.5 formed in the shoulder between portions 16 and 20 of the bore.
The outer face of the valve is grooved or grooved as seen at 25, the grooves going deeper, as seen to the left in Figure 2, from a point near the upper end of the valve. to its Lower end, in order to admit a small quantity of air at the start of the movement of the valve from its seat and to admit the quantities increasing as the valve continues to move away from its seat under the action of an increasing depression in the collector.
In the upper end of the cylindrical body 15 is screwed a member 26 comprising a tubular body 27 and a swelling head 28 located at its lower end and screwed as indicated in the upper part 29, the widest, of the bore of the body. 15, which makes it possible to bring or move the member 26 away from the body 15 with a view to adjusting the pressure of the spring on the valve and to block the latter on its seat as will be indicated.
The organ 26 is. threaded at its upper end as seen at 30 so that it can be screwed into a hole in the intake manifold 7.
The member 26 is pierced right through with a hole, the upper part 31 of which has a sufficient cross section so that the maximum quantity of air can flow through there into the intake manifold. The lower part of the same hole is bored as seen at 32 to accommodate a weak valve spring 34, the upper end of which bears on a shoulder 35 formed between the parts of the hole.
The lower end of the bore portion 32 terminates in a transverse groove-56 which extends diametrically and laterally beyond the outer face of the valve and whose width does not exceed the diameter of the bore portion. 32 of the hole, diameter which is smaller than that of the valve, so that when the valve is applied, against the lower end of the member 26 air can flow through the valve into the hole; 52, etc. .. and in the intake manifold. One can screw member 26 into body 15 deep enough that it bears over the valve and rests on its seat for the purposes discussed. The lower end of the spring surrounds a projection 40 of the upper end of the valve.
In order to maintain the adjustment of the valve, an elastically loaded cup member 42 is employed, provided with teeth 43 cooperating with teeth 44 of the body 15, these teeth being shaped so as to climb over one another while rotates the body 15 to adjust the valve. The teeth of member 42 is held in engagement with that of body 15 by a spring 45 bearing on a collar 46 attached to member 26.
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As for the member 42, it is prevented from rotating at the member 26 in any suitable manner as indicated at 47 in Figure 4.
A preferred embodiment of the invention has been described and shown. In this form a rather heavy valve is employed in order to create a certain inertia, and a relatively weak spring, as well as orifices controlled by the valve and oriented * in the direction of movement of the latter.
When an internal combustion engine of the reciprocating piston type rotates at constant speed, for example at idle speed, relatively large variations in the vacuum in the manifold manifold occur. mission, which results in corresponding variations in the effective pressures acting on the lower or outer end of the valve within the opening.
As a result, there is a rapid succession of forces tending to move the valve back and forth, which if it is of the conventional type with low lift, relatively light and applied to its seat by a relatively tacky spring, takes a movement. fast reciprocation resulting in variations in valve opening and a destructive hammering effect on the valve seat. The valve according to the invention is insensitive to such variations and remains fixed; consequently, it makes it possible to obtain a passage section which admits the same quantity of air at all times during idling, jump insofar as. this quantity is affected by variations in the degree of vacuum existing in the inlet manifold.
Tests have revealed that the variations in the degree of vacuum in the intake manifold provided with the valve according to the invention are small, to which is added this advantage that the speed of the air through the carburetor varies very little, so that the latter provides a more or less uniform mixture instead of a mixture which is sometimes rich and sometimes poor.
In the present construction, the lower or outer end of the valve deviates relatively far from its seat, preventing it from vibrating; otherwise it could be done under the action of a rapid current of air between the valve and its seat. In addition, since the ports or openings regulating the flow are located between the side of the valve and the guide thereof, the resulting pressure acting on the valve and coming from the speed of the air as it passes through it. this is directed perpendicular to the axis of movement of the valve * It is obvious that the reduced area end of the valve can be used only as a stop, or can be omitted, in which case the end interior or superior,
circumferentially continuous valve would be in its fully closed position, inside the upper end of the guide and prevent air from passing * From this point of view, we can consider the inside face of the guide as constituting the seat of the valve.
Although, for the purposes of the exhibition, a preferred embodiment has been shown and has been described in detail, it should be understood that modifications can be made without departing from the scope for this. of the invention.