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Appareil destiné à produire la charge d'un moteur à combustion interne.
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La préëjëntëlQ';'1d"" ll.ooô.1téerne, dans ses grandes lignes, les moteurs à combustion interne, en particulier les moteurs du type à essence à allumage par des étincelles, et plus particu- lièrement encore certains appareils perfectionnés servant à produire la charge et à assurer le réglage de ces moteurs pour en augmenter notablement la puissance, ainsi qu'on le verra plus loin.
En général, la présente invention a pour but de créer un appareil perfectionné pour la formation de la charge et le réglage de moteurs à essence des types usuels (notamment pour les moteurs de véhicules automobiles, y compris les camions, canots, etc..), cet appareil permettant d'utiliser une forte
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proportion de tous les combustibles lourds ou peu coûteux,, tels que l'huile et l'essence peu couteuse à faible coefficient d'octane, etc.., pour réduire le prix du combustible dépensé etaugmenter en même temps notablement la puissance (en parti- culier pour réduire la consommation totale de combustible en litres aux cent kilomètres), tout en augmentant ou en ne rédui- sant pas d'une façon inopportune la puissance désirée ou les caractéristiques de fonctionnement,
telles qu'un couple élevé, un grand rendement volumétrique, la souplesse, une bonne distri bution, un démarrage facile, et sans entraîner de conditions de marche inadmissibles telles que le cognement, la dilution dans le carter, la carbonisation ou la production de fumée.
D'autres buts consistent & créer un appareil donnant ces résultats et comprenant ou utilisantdes pièces et ensem- bles de carburateurs des types actuels, peu coûteux à fabriquer facilesà monter et à entretenir.
Les nombreux autres buts et avantages plus spécifiques, ainsi que la manière dont tous ces buts sont atteints, résulte- ront de la description suivante d'un mode préféré de réalisation de l'invention, description dans laquelle on se référera aux dessins Ci-joints;.
Dans ces dessins, qui représentent à titre d'exemple un mode préféré de réalisation de l'invention :
La fige 1 est une vue d'ensemble montrant, en éléva- tion, un mode de réalisation de l'appareil de formation de la charge et de réglage qui fait l'objet de la présente invention dans son ensemble tel qu'il se présente lorsqu'il est monté sur un moteur à essence du type ordinaire actuel pour un vé i- cule automobile, ou appliqué à ce moteur, la conduite d'air d'économiseur 134 étant représentée quelque peu schématiquement pour simplifier cette figure.
La fig. 2 est .une élévation de détail de l'appareil de réglage des gaz d'échappement vu en regardant de gauche à
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droite dans la fige 1.
La fige 3 est une élévation partielle de l'autre côté de cet appareil de réglage des gaz d'échappement, cer- taines parties étant brisées..
La fig. 4 est une coupe verticale de cette soupape par la ligne 9-9 de la fig. 3.
La fige 5 est une vue entièrement schématique et étalée des parties principales de l'ensemble de l'appareil de formation de charge et de réglage, montrant d'une façon générale ou schématiquement les liaisons entre les diffé- rentes parties, mais ne montrant pas exactement les positions relatives ou les hauteurs verticales relatives des diffé- rentes pièces, et
La fig. 6 est une vue, en partie schématique, mon- trant une variante de l'ensemble anti-détonant.
Comme oh le voit d'une façon générale dans la fig. 1 et schématiquement dans la fig. 5, l'appareil perfectionné de formation de charge et de réglage est représenté appliqué à un moteur à essence 2 du type usuel comprenant une conduite d'admission et d'aspiration, y compris le collecteur d'aspira- tion 3, et une conduite d'échappement, y compris le collecteur d'échappement 4. La conduite d'aspiration contient un carbura- teur 1 qui, comme le montre le dessin, peut être du type inversé Le moteur est muni de l'épprateur d'air usuel 112; qui est monté auèdessus du carburateur.
Un réchauffeur vapori seur u compact et plat ou échangeur de chaleur 5 est chemisé et chauffé par les gaz d'échappement venant du collecteur d'échappement et arrivant à cet échangeur par le tuyau 6, les gaz déchappe- ment qui ont été employés étant ramenés à la conduite d'échap- pement par le tuyau 7. Les tuyaux 6 et 7 peuvent servir à supporter ce réchauffeur vaporiseur.
Le mélange principal, non réchauffé, d'air et de combustible sortant du carburateur 1 est amené au réchauffeur
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par un tuyau de raccord horizontal 8 et le mélange chaud extra-riche sortantdu réchauffeur est amené à la chambre de mélange du carburateur par le tuyau de raccord horizontal 9, qui estdisposé un peu plus bas.
Suivant la présente invention la majeure partie de l'air arrivantau moteur est aspirée de haut en bas dans la conduite d'aspiration (qui comprend la cheminée, la chambre de mélange etle collecteur d'aspiration), circulantde la façon habituelle, tandis qu'une petite partie (de préférence environ 5 % et moins de 10 %) de la quantité totale d'air qui arrive estaspirée à travers un canal distinct comprenant des raccords 8 et 9 et un canal tortueux;, sensiblement hori- zontal, ménagé dans le réchauffeur 5 etservant à chauffer le mélange.
Un venturi 65 monté de préférence près de l'entrée dans ce canal et comprenant les gicleurs 62 pour le combus- tible lourd ou léger et le canal 64 doseet mélange dans son courant d'air la quantité principale de combus tible qui arrive.
Ce mélange extra-riche est chaufféet porté à une haute tem- pérature, de sorte que le combustible pulvérisé estpartielle- ment gazéifié et partiellement pulvérisé, le reste étant fine- ment divisé. Pour plus de simplicité on désignera cet état plus loin sous le nom d'état "vaporisé".
On pense qu'il n'est pas pratique de gazéifier à fond toute l'huile, ou de pyrolyser réellement tous les hydrocar- bures lourds dans un appareil de ce type. On n'emploie;, dans ce mélange riche, que la quantité d'air suffisante pour trans- porter effectivement le combustible et pour contenir suffisam- ment de chaleur pour vaporiser effectivement la quantité principale de combustible et la maintenir dans cet étatn dans le collecteur d'aspiration. Il importe de ne chauffer qu'une petite partie de la quantité totale d'air d'alimentation jusqu'à une température déterminée dtavance, de façon que le rendement volumétrique du moteur ne soit pas notablement réduit.
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Une telle réduction du rendement volumétrique, avec la diminu- tion de puissance et de couple qui en résulterait, se produirait si l'on cherchait à chauffer suffisamment la totalité de l'air arrivant au moteur pour permettre l'emploi d'un combustible de qualité inférieure ou même si une petite quantité de l'air était chauffée jusqu'à une température trop élevée. De môme, une tem- pérature trop élevée tendant à distiller ou à pyrolyser le com- bustible lourd produira des dépôts de carbone et de calamine, tandis que, d'autre part, si la température est trop basse, les globules non vaporisés de combustible lourd provoqueront une dilution dans le carter.
On peut remarquer, relativement à l'utilisation de combustible lourd tel que l'huile, dans un moteur à essence du type ordinaire, que l'on a déjà proposéde chauffer l'huile liquide (sans quantité appréciable d'air) dans un petit canal ou ailleurs, puis de la pulvériser dans la conduite d'aspiration où l'on suppose qu'elle est vaporisée et mélangée dans un venturi ou dispositif analogue,, De tels systèmes ne sont pas pratiques, sinon impossibles industriellement, car il n'est pas possible d'introduire une quantité de chaleur suffisante dans l'huile elle-même, de façon que celle-ci se vaporise suffisam- ment lorsqu'elle est déversée dans la chambre de mélange et d'aspiration'.
D'autre part ; si l'on ajoute une quantité d'air suffisante à cette huile liquide de façon qu'elle soit partiel- lement gazéifiée ou vaporisée dans son canal de chauffage, le dosage variera largement sous l'action de petits changements de température et lorsque des charges alternées de liquide et d'huile vaporisée passent dans le canal'.
Toute augmentation subite de la richesse du mélange de combustible sortant du réchauffeur vaporiseur 5, et notam- ment l'accumulation d'une masse de combustible liquide qui est aspirée ultérieurement dans la conduite d'aspiration à un moment où le vide est grand, (par exemple lorsque le papillon
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modérateur estouvert subitement), sont très nuisiblos, parce qu'elles provoquent des fumées ainsi que des dépôts de carbone et de calamine et qu'elles tendentà engorger le moteur, à produire une dilution dans le carter. et à réduire l'écono- mie.
En conséquence, il est particulièrement désirable d'assu- rer une vaporisation et une arrivée uniformes du mélange riche etchauffé d'air et de combustible, ainsique d'employer un réchauffeur vaporiseur approprié et, pour ce dispositif, des raccords ne comprenantpas de parties formant siphon ou accu- mulant le liquide de toute autre façon.
Ainsi qu'on le sait, la temcé rature réelle des gaz d'échappement dans le collecteur d'un moteur à essence o@di- naire varie entre des limites très écartées (environ 316 à près de 790 C), suivant les conditions de vitesse et de charge, de sorte que la quantité de chaleur disponible pour le réchauf- feur vaporiseur du mélange extra-riche de combustible et d'air varie beaucoup. En conséquence, il importe que la quantitéde gaz d'échappement rendue disponible pour le réchauffeur soit réglée non seulement relativement à la température, mais aussi suivant les conditions de vitesse et de charge du moteur;, con- ditions qui peuvent être représentées par la vitesse de sortie des gaz d'échappement.
Si le mélange riche et chauffé d'air et de combustible lourd n'est pas chauffé jusqu'à une tempéra- ture assez élevée,, il se produira dans le carter une dilution. excessive et nuisible par suite du manque de vaporisation du combustible lourd ou par suite de condensation. Une température trop liasse peut aussi donner naissance à des fumées. D'autre part, une température trop haute pour ce mélange réduira le rendement volumétrique, ainsi qu'on l'a dit plus haut.
On a constaté qu'une température d'environ 200 à 210 C pour le mé- lange est celle qui convient le mieux lorsqu'on utilise de l'huile ou des combustibles lourds analogues, bien que l'on puisse faire varier cette température entre environ 190 et 2600
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C. Lorsqu ton utilise de l'essence, même la moins coûteuse, de qualité inférieure, ayant un coefficient d'octane peu élevé, pour ce mélange extra-riche chauffé, on peut obtenir'de bons résultats avec des températures inférieures pour le mélange.
Par exemple, on peut employer une température descendant jusqu'à 140 C environ, les meilleurs résultats étant obtenus lorsque la température est d'environ 170 180 C. On consta- tera toutefois que la température de 200 à 210 C mentionnée ci-dessus donnera satisfaction pour les deux types de combus- tible. Les températures indi uées ci-dessus de 200 à 210 et de 150 C s'appliquent à des combustibles ayant un point final inférieur (le point final étant le point d'ébullition des constituants les plus lourds). P.our des combustibles dont le point final est plus élevé, de 3000 C par exemple, il est pré- . férable que la température de vaporisation soit d'autant plus élevée et atteigne par exemple 310 à 3200 C.
Oh a constaté que la meilleure répartition obtenue par suite de la quantité déterminée d'avance de chaleur ajoutée à ce mélange riche et chauffé est telle qu'elle fait plus que compenser la légère diminution attendue du rendement volumé- trique, de sorte que l'on obtient des couples plus élevés.
Cette meilleure répartition tend aussi à réduire la détonation'.
Une autre raison pour laquelle il importe de régler la température du mélange dans le réchauffeur-vaporiseur 5, c'est que cela est nécessaire, pour assurer des rapports to- taux appropriés entre l'air et le combustible,.dans différentes conditions de charge et à différentes températures correspon- dantes des gaz d'échappement dans le collecteur d'échappement.
Par exemple, une augmentation de la température du réchauffeur vaporiseur provoquera une dilatation de l'air dans le canal de mélange aboutissant à cet appareil, et une dilatation même plus grande des particules de combustible, dilatation qui tendra à réduire le vide dans ce canal, et par conséquent aussi
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l'aspiration dans le gicleur principal à combustible 62, de sorte que le mélange deviendra plus médiocre. Ce sera naturel- lement l'inverse si la température baisse subitement. On voit donc que les changements de température affecteront le dosage d'une façon nuisible et, en conséquence, le rapnort total du combustible et 11 économie'.
On se référera maintenant particulièrementà la fig. 5 qui est une vue schématique par laquelle on verra que, pour le démarrage et jusqu'à ce que le moteur ait atteint sa tempéra- ture de régime, l'on n'enverra au venturi 65 du réchauffeur vap oriseur que de l'essence ou un combustible analoGue, pour les déverser dans l'espace annulaire du venturi intérieur com- blexe 69 du jeu de venturis multiples 69, 68a de la chambre de mélange principale 68. Des soupapes 56,57 actionnées par l'opérateur ou commandées automatiquement peuvent commander le passage de la marche à l'essence à la marche au combustible lourd, ou vice versa, pour le démarrage ou à d'autres moments, comme cela est bien connu des spécialistes.
Une caractéristique importante de la présente invention est l'utilisatuon d'un dispositif auxiliaire d'arrivée du com- bustible, ce dispositif amenant directement à la conduite d'as- piration un combustible volatil non chauffé concurrement avec l'arrivée variable du mélange extra-riche d'air et de combus- tible haute température dans la conduite d'aspiration. Il est particulièrement désirable de faire arriver un courant de compensation ou courant limité de combustible volatile (courant qui est relativement constant aux vitesses normales de marche) CO@JOINTEMENT AVEC le mélange riche et chaud d'air et d'huile, de façon que la proportion de combustible volatil par rapport à la quantité totale de combustible soit grande aux petites vitesses, et petite aux grandes vitesses et aux fortes charges'.
De même, il est désirable que le moteur ne reçoive que du combustible volatil lorsqu'il tourne au relantil.
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Un ensemble de gicleurs compensateurs 143, 144; 122, 121, qui est entièrement d'un type habituel et ne fait par conséquent pas partie de la présente invention, déverse de l'es- sence liquide ou un autre combustible analogue dans l'espace annulaire du petit venturi complexe 69 de la chambre de mélange principale 68, comme le montre le dessin. Cette arrivée de com- bustible est limitée à une vitesse sensiblement constante, comme cela est bien connu relativement au carburateur Zénith.
En outre, du combustible volatil pour la marche au ralenti est envoyé par le dispositif habituel de marche au ralenti et par l'ouverture 114 voisine du papillon 113. De cette façon,' aux petites vitesses du moteur, cette alimentation pour la marche au ralenti représentera la totalité de l'arrivée du combustible et lorsque la vitesse augmente l'alimentation de ralenti est interrompue, et le gicleur compensateur envoie alors du combus- tible volatil à une vitesse sensiblement constante et limitée'.
Si l'on considère donc ensemble ces deux dispositifs d'arrivée de combustible volatil auxiliaire, aux petites vitesses du moteur l'arrivée de combustible liquide volatil chauffé aug- mente avec la vitesse du moteur dans des conditions de marche normale, de façon'que la quantité de combustible volatil non chauffésoit une grande proportion de la quantité totale de combustible qui arrive à ces petites vitesses du moteur, cette proportion diminuant lorsque la vidasse du moteur augmente jusqu'à une petite proportion de la quantité de combustible arrivant au moteur.
On remarquera que cette arrivée directe de combustible volatil non chauffépour la marche au ralenti et pour la compensation s'adapte sensiblement ou correspond en général à la courbe de variation en sens inverse des condi- tions de chaleur pour le réchauffeur vaporiseur, car on dis- pose, aux très petites vitesses du moteur, au réchauffeur vapo- riseur, d'une petite quantité insuffisante de chaleur d'échap- pement, cette quantité augmentant avec la vitesse et la char-
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ge du moteur jusqu'à ce qu'elle soit suffisante, et au-delà de ce point elle est limitée ou réglée par la soupape à com- mande automatique 99 de réglage des gaz d'échappement.
On remarquera également que la quantité de combustible fourni par l'intermédiairedu réchauffeur vaporiseur 5 s'adapte sen- siblement à la quantité de chaleur disponible fournie à ce réchauffeur par l'échappement lorsque la vitesse ou la charge augmentent.
Un dispositif à pompe d'accélération 150, de type habituel en soi, déverse du combustible volatil liquide non chauffé par l'ajutage 167 directement dans la chambre de mé- lange principale 68 en avant du premier ou petit venturi 69, pour donner une accélération rapide à cette essence vaporisée rapidementet complétant la charge principale de combustible fournie par le réchauffeur vaporiseur 5.
Au cours d'un service mixte normal en ville et à la campagne utilisant une installation conforme à la présente invention, telle qu'elle est décrite;, montée sur un camion chargé, le moteur a utilisé un quart à un tiers d'essence, le reste étant de l'huile. Naturellement il faut beaucoup moins de combus tible auxiliaire ou d'essence pour une marche cou- rante ou sur les grandes routes.
L'arrivée du mélange principal d'air et de mbus- tibld à travers ce réchauffcur vaporiseur 5 variera suivant l'aspiration dans la chambre de mélange 68 ou, plus exactement suivant l'aspiration dans la gorge du venturi intérieur 69.
L'économiseur 130 dose une quantité déterminée d'a- vance d'air ou d'autrediluant et l'envoie dans le collecteur d'entrée pour chaque régime partie étranglée et partie en vi@esse, pour diluer le mélange jusqu'au point désiré pour chaque régime. Cet économiseur réagit sur la position du papil- lon et sur le régime de vitesse et de charge du moteur et dose en conséquence; il est notamment utile en combinaison avec
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le long canal chauffant le mélange dans le réchauffeur 5.
Pour réduire la détonation et le cognement aux grandes vitesses et aux fortes charges, notamment lorsque les températures de marche sont élevées, on peut employer un nouveau dispositif anti-détonant capable d'admettre une petite quantité de gaz d'échappement dans le collecteur d'entrée au moment où des détonations se produisent et sous la commande du papillon modérateur lui-même, ainsi que des pressions qui règnent dans le collecteur d'entrée et qui sont une mesure des conditions de charge et de vitesse du moteur!.
La présente invention est destinée particulièrement à être appliquée aux moteurs ne chauffant pas ou aux moteurs de poids lourds. Dans les Installations de ce genre les limi- tations de la détonation et du cognement à pleine charge ou dans le voisinage de la pleine charge, lorsqu'on emploie un combustible lourd ou à coefficient d'octane peu élevé, sont beaucoup moins rigoureuse, et on a obtenu des augmentations appréciables de la puissance ou du couple, en même temps qu'un meilleur rendement, avec de l'huile et des combustibles de qua- lité Inférieure ayant des coefficients d'octane inférieur à 40.
Par exemple, dans des Installations de moteurs marins, installations auxquelles la présente Invention se prête bien, certains dispositifs tels que le dispositif anti-détonant, la pompe d'accélération, etc.-., peuvent être supprimés si on le désire.
On conçoit que la présente invention peut être sim- plifiée pour l'utilisation d'un seul combustible, tel que de l'essence peu coûteuse ou de qualité inférieure, ou un autre combustible relativement volatil. En pareil cas on peut suppri- mer les doux cuves, les soupapes de changement de marche, etc., et l'appareil employé peut être beaucoup moins coûteux et plus simple.
Le dispositif réchauffeur vaporiseur comprend une
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section intermédiaire 10 fortement serrée entre une partie en forme de chapeau 11 et une partie de base 12 au moyen de bou- lons continus 13. Un coude 14 estmonté sur la pièce de base 12 etsert de raccord entre le tuyau d'entrée d'échappement 6 et la partie intérieure ou chemise à gaz d'échappement du réchauffeur à traversun orifice annulaire pratiqué Mina la pièce de base.
Les gaz d'échappement sortant du réchauffeur sont envoyés, en passant à travers une partie annulaire du chapeau 11, dans un coude semblable 17 communiquant avec le tuyau de sortie d'échappement 7. Une entretoise ou un boulon continu 18 portant un écrou inférieur tirent les deux coudes 14 et 17 l'un contre l'autre pour les serrer contre le chapeau et la pièce de base 11 et 12, mais ce serrage est limité par la rencontre avec des bossages inté@ieurs creu; faisantcorps avec les coudes 14 et 17 respectivement, agissant par l'inter- médiaire d'un manchon ou bossage faisant corps avec le chapeau 11, de sorte qu'il y a un manchon ou bossage faisant corps avec chaque section.
Les trois sections 10, 11 et 12 forment un échangeur de chaleur ayant, pour le chauffage du mélange, un canal de chauffage central auquel le mélange d'air et de combustible arrive par le tuyau 8, qui est censiblement horzi- zontal, ce canal déversant le mélange dans la chambre princi- pale de mélange par le tuyau 9, qui est généralementhori- zontal. Ce canal de chauffage du mélange doit être de préfé- rence compact et long; c'est pourquoi il est constitué de préférence par un canal tortueux en orme de spirale plate disposée pour que l'entrée se fasse au centre de cette spirale.
Il importe qu'il n'y ait aucun coude vertical, aucun barrage ni autre obstacle analogue sur toute la longueur du canal conduisant le mélange riche entre son venturi à combus- tible 65 et l'endroit, ainsiqu'après l'endroit où le combus- tible se déverse dansla gorge du venturi 69 pour former des siphons accumulant des masses de combustible liquide.
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Il est également utile que toute la longueur de ce canal tortileux conduisant le combustible soit sensiblement plate ou horizontale. Ce canal peut naturellement comprendre, comme le montre le dessin, quelques sections légèrement diri- gées vers le bas. Si ce canal ou le réchauffeur vaporiseur descendent verticalement ou par une pente raide, les parti- cules les plus lourdes du combustible liquide tendent à passer trop vite etéchappent à la vaporistion. D'autre part, sile canal s'étend de bas en haut, il formera ou comprendra néces- sairement un siphon servant à recueillir le combustible li- quide. De même, ce canal exigera un tirage beaucoup plus éner- gique ou une aspiration beaucoup plus forte pour faire passer le mélange au travers'.
En outre, le réchauffeur vaporiseur compact et plat ou sensiblement horizontal a, entre ses rac- cords 8 et 9 d'entrée et de sortie, une hauteur ou différence de niveau correspondant à la différence de hauteur entre la gorge du venturi intérieur 69 et la distance de montée du com- bustible (environ 15,875 mm) au-dessus du niveau du combus- tible dans les cuves 49 et 58. 'En conséquence, un réchauffeur plat de ce genre coopère avec un carburateur du type à une ou deux cuves porté par la chambre de mélange 68 ou faisant corps avec cette chambre et fourhissant aussi le combustible auxi- liaire directement à cette chambre de mélange 68.
Il est désirable qu'il y ait, dans le réchauffeur 5 ; une masse de métal appréciable ou assez grande pour produire un effet d'égalisation ou de volant afin de tenir compte des variations de chaleur d'échappement ou de la quantité de cha- leur extraite par le mélange. Pour la même raison, il est' désirable que le métal soit tel qu'il accumule une grande quan- tité de.:chaleur par unité de poids. Il faut naturellement aussi que ce métal. soit un bon conducteur de la chaleur.
On conçoit que ce réchauffeur vaporiseur complet doit être séparé du tuyau, ou collecteur d'échappement ou des autres
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parties du dispositif, de façon à pouvoir être monté facile- ment dans la position voulue dans les différents types de mo- teurs, etde façon à être facilemant accessible pour le service, y compris le nettoyage'.
On conçoit également que ce réchauffeur vaporiseur 5, y compris ses raccords, peut être démonté facilement par l'opé- rateur en vue du nettoyage.
Il convient d'employer un venturi multiple ou double afin de produire une aspiration suffisante pour aspirer effec- tivement le mélange riche et les particules de combustible à travers le long canal à haute résistance servant à chauffer le mélange. Ce venturi multiple monté dans la chambre de mélange 68 comprend le venturi intérieur complexe 69 etle venturi extérieur 68a. En outre, il est avantageux que l'ajutage com- pensateur 145 débouche dans ce venturi Intérieur 69, ce qui mélange mieux le mélange provenant des deux sources.
Un autre avantage assuré par la disposition suivant laquelle le canal conduisant le mélange riche débouche dans leventuri Intérieur 69 consiste en ce que toute particule non vaporisée ou liquide descendra et sera entra inée à l'ex- trémité inférieurede la partie Inférieure du venturi 69 et qu'elle entrera dans le cou ant d'air pour être entraînée, au lieu dedescendre le long des parois de 68a ou de parois analogues. Pour éviter toute formation de siphon ou de barrage retenant ces particules non vaporisées ou liquides;, le bord supérieur formant lèvrc du venturi 69 est entaillé de façon à former un canal horizontal non obstrué.
On conçoitqu'un siphon ou barrage existant dans ce canal accumulerait parfois une masse d'huile qui serait ensuite aspirée dans le venturi -,-)en- dant la période suivante de vide élevé, provoquant ainsi la formation de fumée, etc...
La montée entre le niveau de l'huile ou de l'essence et la gorge de ce venturi primaire 65, 65a est un peu plus grande que celle qui est empl yée dans les carburateurs
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habituels actuels d'automobiles, de sorte que le combustible ne commencera pas à être aspiré à travers le canal distinct de chauffage du mélange, tant que le moteur n'aura pas atteint une vitesse un peu plus grande et que le réchaufeur n'aura pas pris sa température.
Jusqu tà ce moment, le combustible est fourni par l'ajutage de marche au ralenti et l'ajutage de com- pensation. Dans l'exemple représenté, cette montée est â'enè viron 15,875 mm/ Cette montée est suffisante pour qu'aucun combustible ne soit entraîné dans le canal de chauffage lors- que le papillon est fermé ou presque fermé, et que le venturi 69 n'exerce qu'une faible aspiration. De cette façon, dans les descentes, lorsque le papillon est fermé ou presque fermé, il ne passera que peu ou pas de combus tible dans le réchauffeur vaporiseur, car le venturi intérieur 69 du jeu de venturis multiples n'exercera pas d'aspiration suffisante pour faire monter le combustible de la cuve.
Les deux soupapes 56 et 57 sont mises en action ou hors d'action positivement et le combustible à envoyer au venturi primaire 65 est choisi par l'abaiasement de la tige de soupape pour le combustible désiré, (ce qui permet à l'autre soupape de se fermer sous l'action de son ressort), cette tige étant abaissée par les bras oscillants d'un mécanisme à mouvement brusque.
L'air est aspiré hors de la conduite d'admission 70 par le canal incliné 73 pratiqué dans le couvercle de carbura- teur 74b et débouchant au-dessus de l'étranglement 71 par le canal de communication 72 pratiqué dans le corps de carbu- rateur 74, puis par le venturi primaire 65-65a, comme on l'a décrit plus haut.
Ainsi qu'o& l'a dit plus haut, il importe beaucoup que la température du mélange extra-riche soit maintenue entre des limites raisonnables assez rapprochées. Dans l'exemple représenté on a constaté que, bien que les résultats obtenues
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soient d'autant meilleurs que la température du mélange est réglée entre des limites plus rapprochées, on obtient encore des résultats satisfaisants avec des Variations allant jusqu'à 25 à 30 C. Dans le cas présent on obtient un réglage serré en réglantle courantde gaz d'échappement passant par le cir- cuit de dérivation comprenant le réchauffeur vaporiseur.
On considérera maintenant les fig. 2, 3, 4 et 5, dans lesquelles on verra que la soupape non équilibrée 99 de ré- glage de l'échappement, soupape qui est articulée de préférence sur l'un do ses bords, du fait qu'elle est fixée sur une cheville oscillante 101 tourillonnée dans les parois latérales du raccord en Y 100, peut s'appuyer sur un épaulement 102 pour fermer cette branche du raccord en Y afin de refouler tout le gas d'échappementtout autour à traversle réchauffeur vaporiseur. Lorsqu}elle estentièrement ouverte, la soupape 99 s'appuie sur l'épaulement111.
Pour empêcher cette soupape de flotter et de cogner contre son siège, elle est amortie par inertie au moyen d'un volant relativement lourd 104 fixé sur sa cheville 101. Ce volant porte un poids 105 près de sa périphérie pour solliciter la. soupape vers sa position de fermeture, dans laquelle elle est apnliquée sur son singe ou sur l'épaulement 102.
On remarquera qu'un boulon 106 fixe ce poids au volant dans l'un de plusieurs trous 105, de façon eu'il soitpossible de régler la position angulaire du poids sur le pourtour du volant, etcomme le trou de boulon pratiqué dans le poids lui-même estexcentrique, on peut faire mouvoir le poids radialement versl'intérieur ou vers l'extérieur, 1 l'un etl'autre de ces mouvements permettantun réglage pré- cis du bras de levier effectif du poids agissant sur la sou- pape, ce qui permet de faire varier le réglage de la tempé- rature pour différentes installations;, pour différents com- bustibles, pour la marche en hiver et. en été, etc.
En outre) la tige 101 est fixée à l'extrémité intérieure d'un ressort
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hélicoïdal 107 en bimétal dont l'extrémité extérieure 109 en forme de crochet est fixée à la tige 110, qui peut être fixée dans une position réglable dans l'un quelconque de plusieurs trous 110a, afin d'assurer un réglage supplémentaire pour cette soupape en vue du réglage de la température ou du cali- brage de cette soupape.
L'organe en bimétal 107 qui réagit sur:la température est disposé de façon à maintenir la soupape dans sa position d'application contre son siège 102 pour faire passer tous les gaz d'échappement à travers le réchauffeur 5 aux basses tempé- ratures et aux températures légèrement supérieures au réglage désiré et pouvant atteindre environ 200 à 2100 C, ainsi qu'on l'á dit plus haut,' pour appliquer la soupape sur le siège 111 à un degré dépendant de la température et de la pression exer- cée sur la soupape', Il est évident que, comme l'élément en bimétal est monté près du raccord 100, son action sera réglée par la température du gaz d'échappement. La soupape 99 elle- même, qui est du type à papillon,
réagit sur la vitesse d'é- coulement des gaz d'échappement, vitesse qui est fonction des conditions de charge et de vitesse du moteur.
On conçoit qu'en marche normale cette soupape de réglage des gaz d'échappement occupera une certaine position intermédiaire dépendant de la température et de la vitesse d'écoulement des gaz d'échappement, pour limiter et régler les gaz d'échappement disponibles pour le réchauffeur vaporiseur, et par conséquent la température du mélange.
On verra par la fig. 5, qui représente d'autres dé- tails du type de carburateur àplusieurs combustibles, que l'air entrant par l'épurateur d'air habituel 112 est aspiré dans le collecteur 3 à travers la section séparée de la chambre de mélange du tuyau d'admission montant 70, une soupape d'étr@n glement 71 du type ordinaire à papillon étant montée au-dessus de la chambre de mélange etpouvant être actionnée par l'opé-
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râleur ou automatiquement, de la façon bien. connue des spé- cialistes.
Une soupape d'étranglement ordinaire à papillon 113 est montée au-dessous de la chambre de mélange 68 (qui fait corps avec le dispositif 74 à cuveàflotteur à deuxcombus- tibles) .
Le mécanisme de marcha au ralentie quoique étant du type habituel, possède une ouverture qui est pratiquée le long du bord du papillon lorsque celui-ci est ferme et qui débouche dans le canal 120. L'espace 126 ne communique avec un canal descendant relier do son côté, la cuve à flotteur à combustible léger ou à essence que par un autrecanal 122 et un ajutage ordinaire calibré 121, qui peut être amovible si on le désire, comme cela est bien connu des spécialistes.
Le canal 115 débouche dans la conduite d'aspiration au-dessous de l'épurateur d'air 112 et au-dessus de l'étranglement 71.
Sa communication avec le canal 117 est commandée par la vis réglable 116 pour commander l'évacuation de 11 air dans l'ex- trémité supérieure de l'ouverture 118.
On conçoit que les détails du dispositif de marche au ralenti qui vient d'être décrit sont entièrement des détails du type habituel de sorte qu'ils ne font pas partie de la présente invention. Comme cela est bien connu des spécialistes lorsque lepapillon 113 est presque fermé, la forte aspiration sera transmise par l'ouverture 114 au:; différents canaux, y compris le canal 120, qui aspire l'essence de bas en haut autour de l'ajutage 119 et dans l'orifice 127, où elle peut être mélangée avec de l'air pour faire arriver le mélange de ralenti par le canal 120 et l'ouverture 114.
Lorsque le papillon est ouverte l'essence cesse d'arriver par l'ouverture 114.
L'économisaur, qui est désigné d'une façon générale par le numéro de référence 128, peut être établi suivant la description et les dessins du brevet américain n 2.154.417
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du même inventeur ou du brevet américain 2.152.028 de Chrurch
Si on le désire, cet économiseur peut être employé au lieu de l'ajutage usuel de puissance ou de la soupape à piston d'économiseur pour ouvrir un ajutage à combustible supplémentaire(qui ne s'ouvre qu'aux grandes vitesses, afin d'enrichir le mélange et pour la pleine puissance).
Lorsque l'ajutage de puissance est supprimé et que ce type d'économi- seur est employé, l'ajutage principal est fait plus grand, de sorte qu'il fournit suffisamment de combustible pour pro- duire le mélange riche nécessaire pour la pleine puissance aux grandes vitesses.
L'économiseur permet l'arrivée d'une quan- tité déterminée d'avance de diluant (par exemple d'air chaud ou d'air froid ou de gaz d'échappement, comme cela est expli- qué dans les brevets Church et Anderson cités plus haut) pour tous les régimes partie en vitesse et partie à papillon fermé compatibles avec le fonctionnement désiré et la puissance re- quise; On remarquera que cet économiseur est particulièrement avantageux lorsqu'il est employé avec le long canal pratiqué pour le chauffage du mélange extra-riche, dans le réchauffeur vaporiseur de la présente invention, car il y a un effet de retardement ou d'inertie considérable à cause de ce long canal'.
L'économiseur à action très rapide, agissant presque instan- tanément tendra à maintenir le mélange du côté pauvre lorsque la chargé ou la position du papillon changent'. Par exemple, si le véhicule marchait à grande vitesse en utilisant un gicleur de puissance au lieu de 1'économiseur et si la charge diminuait, de sorte qu'on pourrait utiliser un mélange moins riche, le-volume considérable du long tube serait encore plein de mélange riche et le mélange total ne serait pas dilué tant que cette quantité supplémentaire de combustible contenue dans le mélange du réchauffeur vaporiseur n'aurait pas été employée.
D'autre part, lorsqu'on emploie l'économiseur au lieu du gi- cleur de puissance, le mélange contenu dans le collecteur
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d'aspiration estdilue immédiatement jusqu'au point désirée ce qui augmente notablementl'économie en réduisantles fumées, etc.. De même, lorsque le gicleur de puissance est employé au lieu de l'économiseur, le mélange plus riche désiré lorsque la charge augmente ne sera atteint qu'avec un certain retard., car il faut que tout le volume du réchauffeur vaporisour soit "chargé" avec ce mélange plus riche avant que celui-ci n'arrive au moteur. Lorsqu'on emploie l'économiseur au lieu. du gicleur de puissance, le mélange riche désiré est obtenu presque ins- tantanément.
En outre, lorsqu'on emploie deux combustibles avec des gicleurs distincts pour chaque combustible pour l'arrivée du combustible principal, on conçoit que l'on peut employer l'économiseur unique et simple au lieu de deux gicleurs de puissance et pour remplacer ces deux gicleurs, ce quiassure une économie appréciable sur le prix de revient , en simplifiant l'appareil dans son ensemble.
La cuve 144 n'est alimentée que par la chambre à flotteur 49 pour l'essence ou un autre combustible volatil et par le canal 122 décrit ci-dessus, de sorte que le courant de combustible pour la marche au ralenti et pour la compensation estcommandé par le gicleur calibré 121. Comme on l'a ditplus haut, les deux cuves à flotteur 49 et 52 sont en communication ouverte au-dessus de leurs cloisons 49a et toutes deux sont pourvues d'un évent assuré par un canal pratiqué dans le cou- vercle du bottier du carburateur et aboutissant à la conduite d'aspiration 70 au-dessus de l'étranglement et au-dessous de l'épurateur d'airpour corriger toute augmentation d'aspiratio due '- de la saleté contenue dans l'épurateur d'air, comme cela estbien connu des spécialistes'.
Un ajutage amovible vissé ou une petite conduite 14G s'étendant vers le haut débouche près du fond de la cuve ouverte 144 et traverse le côté de 1'élément central 146 du boîtier du venturi Intérieur 69 pour déverser de l'essence ou un autre combustible léger dans l'espace annu-
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laire autour de la gorge du venturi intérieur 69.
Le dispositif d'accélération, (qui est du type habi- tuel en soi) comprend un piston 149 monté dans un cylindre 150, ce piston 149 étant actionné par les raccords de fonction- nement du papillon par l'intermédiaire de l'élément en forme de pont 152 et la tige de piston 153. L'arbre du papillon est actionné par les commandes usuelles. L'essence ou un combus- tible analogue entre dans le cylindre 167, qui est muni d'une souape .appropriée à une seule voie ou soupape d'arrêt 162.
Un mouvement rapide de haut en bas du piston 149 ferme la soupape d'arrêt 162 et refoule l'essence dans le canal 165 à travers une soupape d'arrêt à une seule voie 164 dans la chambre ou l'espace 165.
La boite de soupape 165a possède une ouverture infé- rieure qui sert de guide pour l'extrémité supérieure non re- présentée de la tige de la soupape 164. Une soupape à plateau 165b a un bord extérieur dentelé pour permettre au combustible de passer de l'autre côté de cette soupape lorsque celle-ci occupe sa position Intermédiaire ou sa position inférieure'.
Lorsque le papillon est ouvert rapidement, l'augmentation su- bite de pression applique le plateau de soupape 165b sur son siège supérieur et ferme la partie supérieure de l'espace 165, de sorte que le combustible est refoulé de bas en haut dans le canal 16'6. L'extrémité supérieure de l'espace 165 est pourvue d'un évent aboutissant à la cuve à flotteur à essence par un tuyau 166a. Le canal 166 communique avec un ajutage amovible 167 qui pénètre profondément dans l'extrémité supérieure dela chambre de mélange 68 tout juste au-dessous de l'étranglement'.
Il est préférable que cet ajutage 167 déverse l'es- sence d'accélération dans la.chambre de mélange en avant du venturi 69, de façon que ce courant d'essence d'accélération arrive dans l'air ne contenant pas de combustible, afin que cette partie de l'essence puisse être vaporisée plus facilement;
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et que le reste soit entraîné par le courant d'air dans le petit venturi, où il est mélange intimement avec le mélange d'air et de combustible.
Le montage de l'ajutage de distribu- tion de l'essence d'accélération en avant du point d'entrée du mélange chaud dans le venturi intérieur empêche l'essence d'accélération d'être déversée sur les parois latérales du venturi 68a ou sur les parois latérales de la chambre de mé- lange, et de couler dehaut en bas le long de cos parois, tout en permettant d'employer moins d'essence pour une accélération donnée. Il supprime aussi la stratification qui pourrait se produire si l'ajutage d'accélération débouchait de l'autre xôté du venturi intérieur ou dans celui-ci'.
Un type de dispositif anti-détonant est représenté plus ou moins schématiquement dans les fig. 1 et 5, dans les- quelles le bottier 170 passède une partie étroite 171 de gui- dage d'une soupape, partie dont l'extrémité supérieure élargie est reliée par le tuyau 172 au collecteur'd'aspiration ou à la conduite d'aspiration sur celui des côtés du papillon qui regarde le moteur, l'extrémité du tuyau ou de la conduite 173 é tanégalement reliée à la conduite d'échappement sur celui des côtés de la soupape de réglage 99 qui regarde le moteur* L'élémentde soupape 174 est monté à frottementdoux dans la partie 171 qui ert de guide, de façon que les gaz puissent facilement passer de l'autre côté pour agir sur l'élément formant piston 175.
L'extrémité inférieure du bottier;, de l'au- tre côtédu piston, estreliée à l'atmosphèrepar un évent en 176. L'élément de soupape 174 esttrès lourde de sorte qu'il estamorti par inertie pour empêcher le flottement. Lorsque la soupape est fermée, elle est appliquée de bas en haut sur le siège de soupape 177 etelle ferme la communication avec le raccord d'échappement 173.
Généralement parlante cette soupape est fermée ou ouverte et l'on conçoit que le piston 175 estactionné par la somme algébrique de la pression d'é-
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chappement et de la pression du collecteur d'entrée et réagit sur cette somme, lorsque la soupape 174 est écartée de son siège 177; autrement dit, la pression d'échappementest aidée par le poids de la soupape pour maintenir celle-ci ouverte, tandis que le vide du collecteur d'éntrée tend à faire monter le piston 175 pour fermer la soupape. On n'emploie ni ressorts ni organes analogues pour solliciter une soupape de ce type, car il serait difficile sinon impossible de faire un ressort résistantà la très haute température et au service brutal que l'on rencontredans un dispositif de ce genre.
On conçoit qu'en proportionnant convenablement le poids de la soupape, la surface du piston et les dimensions des raccords, l'on puisse établir la soupape de façon qu'elle ne s'ouvre que pour la pleine charge du moteur; en outre, cette soupape réagira sur le régime de charge et de vitesse du moteur, car @ pleine charge le vide dans le collecteur d'entrée est très peu élevé etla pression d'échappementest haute. De plus, la pression d'échappement augmentera avec la vitesse du moteur.
Les rac- cordà de tuyaux 172 et 173 et la boite de soupape 170 elle- même refroidront les gaz d'échappement qui sont transportés du collecteur d'échappement au collecteur d'entrée, pour ré- duire la perte de rendementvolumétrique due aux gaz d'échap- pement à haute température et à grande détente. Si l'on désire un refroidissementcomplémentaire, il est évident qu'on peut ajouter un échangeur de chaleur ou réfrigérant approprié à ce dispositif.
Avec'une soupape des types décrits ci-dessus on a constaté qu'il est utile d'admettre un gaz inerte jusqu'à en- viron 10 % du volume de la charge dtair et de combustible à pleine charge ou aux environs de la pleine charge seulement.
Ceci supprimera ou réduira largement le cognement qui constitue un grave inconvénient lorsque le moteur marche entièrement ou presque entièrement à l'huilé, ou avec un combustible lourd
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dont le coefficient d'octane est peu élevé.
La fig. 6 est une vue d'une autre variante de ce dispositif anti-détonant dans lequel la soupape lourde est sollicitée vers sa position de fermetureou d'application sur son siège 277 par son propre poids, pour couper l'arrivée des gaz d'échappement venant du tuyau 273 et les empêcher d'entrer dans le tuyau 372 qui communique avec le collecteur d'entrée 3.
La partie 271 du boîtier 270, partie qui sert de guide pour la soupape 274, est montée à frottement doux autour de la sou- pace 274 etl'extrémité supérieure de ce bottier 270 est pour- vue d'une ouverture pour la tige 281 de commande de la soupape, qui porte une pièce articulée 280 présentant une fente 279 coopérant avec une cheville 278 fixée au papillon 113 ou rela( tivement à ce papillon.
Cette liaison à coulisse et à mouvement perdu estdisposée de façon que la soupape ne soit écartée de son siège que lorsque lepapillon est ouvert pour la pleine charge ou sensiblement pour la pleine charge, pour que le gaz d'échappement ne soit admis que lorsque la détonation risque de se produire.
Au coursd'essais importants, comprenant des essais au dynanomètre et effectuée sur des installations montées sur différents camions marchant dans diverses conditions (y compris de petitscamions fortement chargés qui chauffent beaucoup), on a constaté que le fonctionnement du dispositif qui fait l'ob- het de la présente invention est souple, que le rondement est élevé, que la puissance ou le couple sont ;;rands à toutes les valeurs de marche, et, en général, que les différents buts indiqués plus haut sontatteints.
Bien que la description qui précède soit nécessai- rement détaillée, pour que l'invention soit mieux comprise, il est bien entendu que la terminologie employée n'est ni res- trictive ni limitative, et que diverses omissions ou nouvelles dispositions ou modifications de pièces peuvent être envisagées
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dans le cadre de l'intention.
Un certain nombre de variantes seront évidentes pour le spécialiste. Par exemple, ainsi qu'on l'a déjà dit, l'appa- reil peut être considérablement simplifié de façon à ne com- prendre qu'une seule cuve à flotteur, etc., pour n'utiliser qu'un seul combustible, tel que de l'essence peu coûteuse-ou de qualité inférieure ou un autre combustible analogue relati- vementvolatil. Dans l'appareil à deux combustibles, l'arrivée principale du combustible, c'est à dire la cuve à. flotteur principale du réchauffeur vaporiseur, peut être séparée de l'arrivée ou de la cuve du combustible volatil auxiliaire.
Si on le désire, on peut utiliser des gicleurs de puissance du type usuel. D'autres types de dispositifs accélérateurs peuvent être supprimés si on le désire, pour les moteurs marins par exemple. En général, on conçoit que la présente description peut être modifiée pour s'adapter à divers types d'installa- tions (par exemple pour les types de carburateurs à aspira- tion de bas en haut), etque différentes' caractéristiques re- vendiquées ici peuvent ê'tre utiles en elles-mêmes et appli- quées à dtautres installations de moteurs dans le cadre de la présente invention.
REVENDICATIONS-.
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