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" CARBURATEUR" --------------------------------------------------------------
La présente invention est relative à des perfection- nements aux carburateurs.
Jusqu'ici, les carburateurs les plus efficaces ont été du type statique. Ils sont cependant de construction com- pliquée, nécessitant la fabrication et l'assemblage de beau- coup de pièces et ils sont relativement coûteux. Les carbura- teurs à soupape à air, dont on a proposé de nombreux types, ont été rejetés dans l'industrie automobile comme ne donnant
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pas satisfaction.
Le carburateur selon l'invention présente, à l'entrée d'air, une soupape à air, sur laquelle agit un ressort, d'un type nouveau, avec frein anti-vibratoire, placée dans un passage à air divisé et à parois courbes de manière à réduire le frottement de l'air aux grandes vitesses, à régulariser le courant d'air et à faire que la force du vide soit cons- tante dans la chambre de mélange à l'extérieur du papillon.
L'invention porte également sur des liaisons mécaniques de la soupape à air et du papillon avec la soupape à combustible de sorte que le taux de combustible introduit dans la chambre de mélange varie à la fois en fonction des déplacements du papillon et de ceux de la soupape à air et.ces commandes sont différentielles. On peut utiliser des bras de manivelles ou des bras de leviers plus longs et plus courts de façon à don- ner cette différence de sorte qu'une rotation donnée de la soupape à air actionne la soupape à combustible d'une quantité au moins double et de préférence quadruple de celle dont une rotation angulaire égale du papillon déplace la soupape à com- bustible.
Ces déplacements ont un effet cumulatif sur la sou- pape à combustible lorsque le papillon et la soupape à air s'ouvrent ainsi que lorsque ces organes se ferment.
On a constaté que cette combinaison de liaisons, servant à actionner la soupape à combustible et à maintenir un vide constant, donne un meilleur rendement que dans le cas des carburateurs statiques qui sont considérés couramment comme étant les meilleurs. Le mélange combustible est pauvre pour effectuer une économie en marche ordinaire et il devient automatiquement plus riche lorsque l'on demande plus de puis- sance, enouvrant davantage le papillon et entre temps le vide est maintenu approximativement constant à toutes les charges et toutes les vitesses. Le carburateur selon l''invention ne
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comporte que peu de pièces et il est de construction simple.
'On peut le fabriquer par les procédés d'usinage de fabrication en série et il est d'un faible prix. Il n'est pas nécessaire d'avoir la pompe d'accélérateur, généralement utilisée dans les automobiles. Le montage de la soupape à combustible sur une base thermostatique supprime la soupape d'étranglement qui était nécessaire jusqu'ici dans les automobiles lorsque la température est basse. Ce vide, constant au niveau choisi, quels que soient les changements de vitesse ou de charge du moteur, est utilisable pour jouer un rôle en dehors du carbu- rateur, par exemple, lorsqu'il est amplifié, pour faire monter le combustible au niveau du carburateur, en provenance d'un réservoir arrière situé plus bas dans une automobile, en sup- primant ainsi la pompe mécanique habituelle servant à faire monter le combustible.
Il est utilisable également pour action- ner un essuie-glace de façon régulière, à toutes les vitesses et charges du moteur.
Pour obtenir ces résultats, la pale de la soupape à air est fermée par ressort et, au démarrage, le ressort ne cède pas pour laisser entrer l'air tant que l'aspiration étran- glée du moteur n'a pas atteint une force déterminée. Lorsque la plus grande vitesse du moteur fait ouvrir davantage la pale, il rentre suffisamment d'air pour maintenir le vide. La résis- tance mécanique nette du ressort travaillant à la tension reste sensiblement uniforme pendant que la rotation de la pale rapproche la ligne de ce ressort de l'axe sur lequel la pale tourne. De préférence, les axes de la soupape à air divisent le passage, deux pales étant prévues/tournant sur des axes diamétraux. Chacun des courants d'air qui entre est en totalité sur un côté de sa pale. Chaque pale se place à environ 30 avant d'être perpendiculaire en travers du passage à air.
La
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première partie de la paroi du passage auprès duquel elle se déplace en s'ouvrant, est voisine de la trajectoire de la pale mais au delà, la paroi du passage s'écarte de cette trajectoi- re. En conséquence, au début, lors d'une ouverture, il y a un frottement assez élevé de l'air dû à l'étroitesse du passa- ge, lorsque la pale ne s'ouvre que peu, et, lorsque la pale est grande ouverte, il y a relativement peu de frottement.
On empêche la vibration de la pale à l'aide d'un frein à fric- tion qui appuie sur les arbres formant axes qui tournent avec la pale. Ces arbres engrènent l'un avec l'autre ; l'un d'eux porte un bras de manivelle situé à l'extérieur du passage à air et il y a des liaisons mécaniques le faisant actionner une pièce de la soupape à combustible. Cette dernière comporte un axe avec biseau passant dans un orifice de manchon.
L'une de ces pièces ou les deux sont mobiles de façon à aug- menter ou diminuer l'espace servant au passage du combustible, ce qui règle le taux d'arrivée de combustible à la chambre de mélange et, de là, le mélange de combustible et d'air passe par le papillon et va à l'admission du moteur. Le papillon est une pale d'un type ordinaire, monté en .son milieu sur un arbre lequel comporte un bras de manivelle et une liaison mécanique telle qu'un déplacement du papillon provoque celui d'une partie de la soupape à combustible. On utilise une tringlerie avec bras de levier différentiels dans ces liaisons ou en modifiant la longueur de ces bras de manivelle de façon telle qu'une rotation donnée de la soupape à air déplace une soupape à combustible d'au moins le double et, de préférence, le quadruple de la quantité donnée par une rotation égale du papillon.
Cette constance du vide et les variations du taux suivant lequel le combustible arrive dans la chambre de mé- lange, commandées de façon différentielle par le degré d'ou- verture du papillon et de la soupape à air, procurent une
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économie. On obtient automatiquement une plus grande puissance, comme on l'expliquera plus loin.
D'autres particularités et/avantages de l'invention ressortiront de la description ci-dessous d'une forme de réa- lisation de l'invention utilisée sur une automobile Ford 6 cylindres du type 1938 marchant à l'essence, mais on peut la modifier pour appliquer l'invention à d'autres véhicules terres- tres, marins ou aériens et à d'autres moteurs servant à d'au- tres applications et utilisant un combustible mélangé avec de l'air. On peut utiliser d'autres combustibles volatils en faisant des modifications appropriées.
La description ci-dessous est faite en se référant aux dessins annexés dans lesquels :
La figure 1 est une vue en élévation de côté d'un appareil selon l'invention avec coupe verticale médiane d'une chambre à flotteur et d'un appareil élévateur actionné par le vide du carburateur pour amener le combustible à celui-.ci.
La figure 2 est une vue en élévation enregardant par la droite de la figure 1, la chambre à flotteur et la cuve du carburateur n'étant pas représentés/et une partie étant en arrachement de manière à faire voir l'aiguille doseuse.
La figure 3 est une vue en élévation en coupe par le milieu de la figure 2.
La figure 4 est une coupe horizontale suivant la ligne 4-4 de la figure 2.
La figure 5 est une coupe en plan suivant la ligne 5-5 de la figure 3, mais représentant le tube coulissant et le manchon à aiguille sans être coupés.
La figure 6 est une vue en élévation de côté d'une variante donnant un vide constant et une proportion réglée du mélange.
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La figure 7 est une coupe verticals médiane du car- burateur des figures 1, 2 3 et 6, représentant les soupapes à air partiellement ouvertes.
La figure 8 est une vue analogue avec les soupapes à air complètement ouvertes.
La figure 9 est un diagramme représentant la rela- tion entre le vide constant selon l'invention et celui obtenu à différentes vitesses dans un carburateur statique de cons- truction antérieure.
La figure 10 est un diagramme représentant les modifications de la résistance mécanique et de la résistance par friction d'air auxquelles la soupape à air est soumise à différentes vitesses et leur coopération de façon à maintenir le vide constant à mesure que la vitesse augmente.
Le but cherché est que le moteur (non représenté) aspire par le papillon 126 un mélange d'air, ayant passé par la soupape à air 103, et de combustible arrivant par la soupape à combustible 119 et le tube de pulvérisation 125, en se mélangeant dans la chambre de mélange 125' Le mécanis- me, que l'on va décrire, modifie automatiquement la richesse de ce mélange en déplaçant une tige doseuse conique, recti- ligne, de façon à faire un mélange relativement pauvre et économique (environ 15 à 1) ou relativement riche (environ 12 à 1) pour obtenir une plus grande puissance ou la pleine puissance suivant les exigences économiques de la conduite de la voiture, suivant le rapport de combustible nécessaire pour obtenir les résultats temporairement désirés, soit l'é- conomie, soit la puissance,
dans toutes les conditions qui peuvent se rencontrer dans la conduite des voitures.
Comme on le voit sur les figures 3, 7 et 8, le car- burateur a un corps rond tubulaire/101 qui est placé verti- calement avec aspiration d'air allant en descendant. La sou-
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pape à air est faite de deux pales en forme de secteur dont les moyeux 105 sont disposés en travers du milieu du boîtier diamétralement sur des pivots parallèles 102 et leurs arcs pé- riphériques portent chacun contre la paroi du tube obliquement, en faisant un angle d'environ 60 avec la verticale.
Au dessus de ces moyeux, un bâti 106, monté à l'entrée de l'air dans la tube, porte une barre diamétrale, transversale, 107, dont le dessous est courbe de manière à porter sur les faces supérieures des moyeux des pales contre lesquelles elle est poussée continuellement par des ressorts 104 travaillant à la tension, qui sont fixés sur ce bâti 106 et sur les pales 103 en tendant à tirer les pales contre leurs sièges respec- tifs, en étant initialement sous une tension qui est environ la moitié de celle qu'ils ont lorsque la soupape à air est grande ouverte.
En conséquence, ils donnent initialement un vide et, à tous moments, en appuyant la barre 107 contre les moyeux des pales, ils provoquent un frottement empêchant les vibrations des pales, en formant sabot de frein et joint her- métique entre elles.
Le ressort 104 de chacune des pales a des dimensions telles et est monté de façon telle que lorsqu'il s'allonge et que sa tension augmente à mesure que la soupape à air s'ou- vre, son extrêmité fixée à la pale tourne avec celle-ci autour de son axe, de façon que l'axe du ressort se rapproche de l'axe de rotation de la pale et qu'en conséquence, le bras du couple qui tend à fermer la pale est plus court à mesure que la grandeur de la force du couple augmente avec l'allonge- ment du ressort.
Mais pour faire que le vide soit constant, les fac- teurs en jeu peuvent être combinés de différentes façons.
On a représenté le mode de construction préférée sur les figures 5 à 8 qui montrent une combinaison dans laquelle il n'y a pratiquement pas de changement dans le frottement de
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l'air et pratiquement pas de changement dans le moment de résistance mécanique.
La soupape à air, dans la forme de réalisation en question, fournit du travail en se déplaçant et elle est sensible à de faibles changements. Ceci est important car si la soupape devait se coller à faible vitesse, le moteur s'ar- rêterait. En marche à vide, l'ouverture de l'air peut ne pas dépasser 0,12 mm. On a constaté qu'en faisant chacune des pa- les complètement déséquilibrée, c'est-à-dire que l'air qui peut la rencontrer passe en totalité sur un côté de son pivot; la pale donne un couple suffisant pour surmonter la friction sur son arbre 102 ainsi que la traînée de la surface de frei- nage 107 qui empêche la vibration de la pale et pour déplacer le doseur de combustible. L'engrenage des deux pales en 102' (figure 4) fait que le couple des deux pales est disponible et est suffisant pour obtenir ces résultats.
En faisant la soupape à air avec deux pales au lieu d'une grande, on ob- tient une simplicité de construction avec pivots diamétraux et une bonne construction pour assurer le mélange.
Les ressorts 104 utilisés dans l'appareil en ques- tion ont chacun une longueur libre de 12 mm pour leur partie en hélice, avec 25 spires d'un fil de 0,5 mm. Lorsqu'ils sont en place, les ressorts sont allongés à 25 mm pour donner la position initiale de fermeture de la soupape et lorsque l'aspiration du moteur commence, ceci donne un vide de 38 mm Hg. Lorsque la soupape s'est déplacée de 60 pour venir en position. grande ouverte, le ressort à boudin est allongé à 38 mm et il a deux fois sa tension initiale. Le pivotement de 60 a réduit le bras de levier effectif autour de l'arbre 102 de 12 mm à 6 mm et le moment mécanique s'opposant à l'ou- verture de la soupape est le même qu'au début. De cette façon, le couple agissant sur l'arbre de la soupape est le même aux
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deux extrémités du déplacement de celle-ci.
Le vide constant ainsi établi dans la chambre de mélange 125' aspire du combustible qui arrive dans le tube de pulvérisation 125 (figures 2 et 5) en venant d'un conduit d'alimentation 124 (figure 2) en passant par un passage do- seur compris entre un tube 118 et une aiguille doseuse à coni- cité rectiligne 119, dont la position longitudinale dans le tube 118 est réglée par un thermostat 138 sensible à l'action de la température extérieure et elle est actionnée par la soupape à air et le papillon, 103 et 126, par l'intermédiaire de leurs arbres 102 et 127 et de liaisons qui, sur la figure 2, comportent les bras de levier 130 et 132,
desbielles131 et 133 et un levier 134' dont la partie médiane pivote sur une extrêmité de ce tube 118 et peut déplacer le tube longi- tudinalement dans son logement, à l'extérieur du corpsdu carburateur.
La figure 2 représente une disposition suivant la- quelle l'aiguille doseuse 119 coulisse dans l'extrêmité du tube 118 et comporte une partie conique à l'intérieur de ce tube. L'extrémité de cette aiguille située à l'intérieur du tube est attachée au thermostat 138 fait d'un faisceau de cinq bi-lames serrées les unes sur les autres, la deuxième et la quatrième lame étant plus courtes et coupées en 138' de façon que l'extrêmité du faisceau soit flexible pour lui permettre de s'infléchir sans bloquer l'aiguille dans le tube 118, dans lequel elle s'adapte étroitement. Au milieu du corps du tube, se trouvent un passage et des orifices per- mettant au combustible de passer transversalement à un taux qui dépend de la partie de la conicité rectiligne de l'aiguil- le qui se trouve en face de l'orifice doseur.
L'aspiration dans la chambre de mélange 125' aspire le combustible prove- nant d'une chambre d'alimentation voisine 113 qui, sur la figure 1, est enarrière de la chambre 112 d'élévation du combustible, par une conduite 02(en pointillé sur la figure
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1) l'amenant à l'entrée 124 de la soupape (figure 2) où la quantité qui pénètre dans la conduite 125 est réglée par la quantité de l'espace existant entre l'élément de la soupape dosant le combustible, comportant l'aiguille 119 et son siège dans son tube 118. Cette soupape de réglage n'est pas située dans la chambre de mélange comme cela est l'habitude, mais sa conduite de sortie 125 y conduit de toute façon appropriée et y comporte un système d'orifices de sortie qui s'étend complètement en travers de la chambre de mélange 125'.
Cette partie d'extrêmité de la conduite 125 est un tube à extrémité fermée, placé horizontalement et présentant des orifices de sortie 108 sur tous les côtés du tube, à intervalles, suivant toute la largeur de la chambre d'aspiration 125' entre la soupape à air et le papillon.
L'aiguille doseuse 119 que l'on voit sur les figu- res 2 et 6 présente une conicité longue et rectiligne. Ceci permet un bas prix et une grande précision dans la fabrication des éléments de soupape par les procédés de fabrication en série et permet en outre de la précision dans la détermina- tion de la quantité de combustible qui passe sous la commande des déplacements de la soupape à air et du pavillon. Les aiguilles utilisées ont environ 16 mm de long de conicité rectiligne et un rapport de conicité d'environ 1 à 30.
La chambre locale servant à amener du combustible à la conduite d'entrée 102 peut être située en tout endroit commode et son contenu peut être maintenu à un niveau cons- tant de toute façon appropriée. Dans le dispositif décrit ici , le contenu en combustible est maintenu à un niveau constant sous l'action du vide constant régnant dans la cham- bre de mélange 125' du carburateur, comportant une petite conduite d'aspiration d'air 110 (figure 1), par l'intermé- diaire d'un dispositif Venturi d'augmentation du vide 114 et
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d'une soupape 49 actionnée par le flotteur 45.
Les pulsations du vide dans la chambre 112, alter- nant avec des pulsations atmosphériques, avec la descente et la montée du flotteur 45 à une fréquence moyenne d'environ 60 par minute, provoquent une répétition rapide des poussées de combustible liquide dans la chambre 112 à une hauteur hydrostatique suffisante pour remplir la cuve, en faisant monter ce combustible d'un réservoir 00 situé en contre bas et à distance, par une entrée 01, dans la chambre 112 d'où il coule dans la cuve atmosphérique suivant les besoins. Le dispositif décrit servant à assurer la constance de la valeur du vide peut.être fait de telle sorte que le vide soit tou- jours suffisant pour soulever le combustible à un niveau qui est constant par rapport au carburateur, dans toutes les conditions d'ouverture du papillon en fonctionnement normal d'une voiture.
Selon l'invention, il est prévu une commande diffé- rentielle du dosage du combustible par l'arbre 102 de la soupape à air et l'arbre 127 du papillon. La rotation de la manivelle 130 de la soupape à air sur l'arbre 102 et le dé- placement de sa bielle 131 reliée à une extrêmité du levier 134' sont sensiblement parallèles à la rotation de la mani- velle 132 du papillon sur l'arbre 127 et au déplacement de sa bielle 133 qui est reliée à l'autre extrêmité de ce levier 134'. Les déplacements de ces pièces sont sensiblement pa- rallèles aux déplacements rectilignes en bout des éléments 118, 119 du doseur de combustible, un de ces éléments pivo- tant sur le levier 134' entre ses deux extrêmités.
Le degré d'ouverture entre les éléments doseurs 118 et 119 est, en tout instant, une résultante des positions occupées au même moment par les deux manivelles 130 et 132. Lorsque la soupape à air ou le papillon se déplace,'il déplace l'extrêmité de son levier et déplace par suite l'élément doseur 118 dans une
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mesure proportionnelle, mais il ne déplace pas la soupape qui est reliée à l'autre extrémité du levier. Etant donné que l'autre soupape peut occuper une de plusieurs positions diffé- rentes et peut elle-même se déplacer au même instant, il peut y avoir une grande complexité dans les positions et les an- gles du levier.
En supposant que les soupapes et le doseur ont une certaine position 0, par exemple lorsque le moteur marche à vide, et que ni la soupape à air ni le papillon n'est ouvert de façon sensible, on peut observer que lorsque l'on désire accélérer, l'amenée par le conducteur du papil- lon et de sa manivelle 132 à une position modérément ouverte déplace le levier 134' et l'élément doseur 118 pour les amener en position légèrement ouverte, avant que la soupape à air soit actionnée. Ceci enrichit le mélange, par exemple dans un rapport de 13 ou 14 d'air à 1 de vapeur de combus- tible et donne l'accélération maximum.
L'augmentation d'aspi- ration qui donne une augmentation de la vitesse du moteur ouvre la soupape à air 103 et déplace ainsi le doseur de façon cumulative, pour donner une plus grande ouverture qui main- tient et même augmente la richesse du rapport, tout en aspi- rant davantage à la fois d'air et de combustible. Toutefois, lorsque la vitesse désirée a été atteinte, la lâchée du papillon par le conducteur réduit l'accélération, réduit la richesse du rapport pour l'amener à une valeur économique de 16 à 1, en laissant la soupape à air et le papillon dans les positions obtenues tout en maintenant la plus grande vitesse.
Si le papillon est ensuite déplacé pour fournir plus de puissance, sans augmentation de vitesse comme lorsque l'on arrive sur une pente plus accentuée, la continuation de l'ouverture par le conducteur donne la richesse désirée du mélange. Il peut ouvrir en grand le papillon en faisant avancer en conséquence l'aiguille doseuse de manière à accélérer par enr ichissement. Mais lors d'une augmentation
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de vitesse du moteur en résultant, l'ouverture en grand de la soupape à air qui en résulte rétablit le rapport écono- mique déterminé du mélange, en faisant avancer encore davan- tage l'aiguille doseuse qui donne la plus grande amenée de combustible nécessaire pour la grande vitesse.
Dans les liaisons ci-dessus décrites du papillon et de la soupape à air avec la soupape à combustible et dans tou- tes les variantes, les déplacements d'ouverture du papillon et de la soupape à air agissent cumulativement pour ouvrir la soupape à combustible et, inversement, leurs fermetures ont un effet cumulatif tendant à la fermeture.
La commande différentielle de la richesse du mélange permet d'avoir le rapport riche nécessaire de 12 ou 13 d'air pour 1 de combustible pendant l'accélération et de fonctionner avec un rapport économique de 15 ou 16 pour 1 à vitesse cons- tante ord inaire. Les pièces peuvent être faites de façon à fonctionner avec n'importe quel mélange désiré comme mélange de marche normale économique.
On peut choisir les longueurs relatives des manivel- les 130 et 132 et des bras de leviers de façon à donner le rapport de bras de levier qui peut être désiré, entre les soupapes et le doseur. Ce rapport peut changer pour différents combustibles et pour des élévations différentes.
De même, le rapport entre la soupape à air et le papillon en ce qui concerne la distance suivant laquelle chacun d'eux déplace le doseur pour un déplacement angulaire égal est variable. On a découvert selon l'invention et l'on a montré par analyse des gaz d'échappement que, dans un carburateur du type décrit ici, le rapport optimum pour l'essen- ce utilisée au niveau de la mer, est tel que le papillon ne déplace la soupape à combustible que d'environ 1/4 de ce que
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la soupape à air le déplace pour un mouvement angulaire égal de cette soupape à air. Les lignes en pointillé de la figure 6 montrent approximativement ce rapport, le bras de levier re- présenté en trait plein n'existant pas lorsque les pièces sont dans la position représentée/en pointillé.
On a constaté le fait important qu'en faisant un rapport de 1 à 4 on peut intégrer les différentes influences, avec une grande efficacité et une grande économie en vue de maintenir le fonctionnement ci-dessus décrit tout en ayant toujours la possibilité d'obtenir un changement automatique donnant un rapport plus riche lorsque l'on désire plus de puis- sance, simplement par pression exercée par le conducteur sur le papillon. Toutefois, on peut obtenir des résultats qui sont bons jusqu'à un rapport critique dans lequel la soupape à air déplace un élément de soupape à combustible deux fois autant que le papillon relié à cet élément, pour des déplace- ments d'ouverture de même valeur angulaire.
L'élément doseur 118 et la partie médiane du levier 134' sont sensibles au déplacement de chacune des soupapes, comme on vient de le dire, étant donné que le doseur est fa- cilement mobile alors que chacuné des soupapes est si solide- ment maintenue entre son ressort et la pression opposée exer- cée par l'air ou par l'opérateur suivant le cas, qu'elle reste fixe quelle que soit la position à laquelle elle a été amenée et sert ainsi de pivot lorsque l'autre soupape se déplace.
La commande conjointe et différentielle de l'appa- reil doseur peut se faire à l'aide de transmissions, sans le- vier. L'une de ces façons consiste à relier l'une des soupapes à la pièce 118 et l'autre à l'aiguille, comme on le voit sur la figure 6, à l'aide de bras de manivelles dont les longueurs sont dans le rapport désiré. En ce cas, l'aiguille doseuse 119 est déplacée par une bielle 133' et un engrenage
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réducteur 132' assurant la liaison avec le papillon 127, tandis que le bras 130' de la soupape à air est relié direc- tement à la pièce 118 par une bielle 131'. Les déplacements d'ouverture des deux soupapes déplacent l'aiguille et la pièce
118 en sens contraire.
L'arrivée du combustible dans la chambre de mélange
125',dans les figures 2 à 8 se fait par un tube de pulvéri- sation 125 placé en travers du passage à air et il présente les deux caractéristiques qui coopèrent pour faire un mélange homogène. Celles-ci sont, d'abord, le fait que la sortie se produit par des trous situés en de nombreux endroits en tra- vers du courant d'air (figure 5) et, en second lieu, que les courants de pulvérisation partent et s'en vont dans de nombreu- ses directions à partir d'une région protégée (figures 7 et 8) au milieu du courant d'air pour se disperser avec un minimum de coalescence.
Lorsque l'on utilise de l'essence comme combus- tible, on a constaté que la tension superficielle du liquide donne une résistance à son passage par ces trous, telle qu'il va jusqu'à l'extrémité du tube et s'échappe à l'état finement divisé, en volume uniforme dans tous les points de la longueur, même si les trous ont jusqu'à 1,5 mm de diamètre.
Le montage des pales 103 sur des pivots parallèles 102 disposés en travers du milieu du passage à air 101, rond et vertical, à tirage descendant (figures 3 et 4) fait que chaque soupape est en forme de secteur avec son pivot comme corde et est soumise à la pression de l'air sur un côté seule- ment de son pivot. Etant donné que le bord mobile de la pale est rond et s'ouvre en s'écartant d'une paroi ronde, tout le bord demi-rond s'écarte au moins légèrement de la paroi dès que la pale s'ouvre. En conséquence, lorsque le moteur tourne, il y a toujours un courant d'air entre la paroi et toutes les parties du bord de la pale qui est voisine de la
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paroi. Ceci évite des troubles dûs à la gelée et au blocage par de la glace.
En faisant que la position fermée est oblique en dessous de l'horizontale, le trajet assez abrupt suivant le- quel la pale s'écarte de la paroi verticale fait que la soupape à air est grande ouverte lorsque la pale est placée verticalement au milieu, avec une rotation qui n'est que de 60 ou environ. Ceci se produit aux grandes vitesses et aide à réduire le vide dans la gamme désirée. Pour régler le vide aux faibles vitesses, la conicité de la paroi du passage, de la soupape à air au papillon, commence au voisinage de la perpendicularité au plan de la soupape à air lorsqu'elle est appliquée sur son siège. En conséquence, lorsque la soupape à air est à peine ouverte, le passage d'air est très étroit avec retard qui en résulte de l'entrée d'air, ce qui aide à maintenir le vide à la constance désirée.
A partir de cette perpendicularité, la conicité s'effectue suivant une courbe convexe du côté de la trajectoire décrite par le bord de la pale lorsqu'elle tourne pour venir dans sa position plus ouver- te (figures 7 et 8). Les facteurs qui se combinent, à faible vitesse, pour donner le vide désiré de 38 mm Hg sont la ten- sion initiale du ressort 104 et le retard de l'air ci-dessus indiqué. Aux grandes vitesses, les facteurs qui se combinent pour empêcher le vide de monter au-dessus de la gamme de constance désirée sont le raccourcissement de la longueur effective du bras du ressort, l'ouverture du passage à air et son redressement à partir de sa forme crochue initiale.
On peut modifier les facteurs en question de façon qu'ils se com- pensent mutuellement pour donner un vide constant dans la gam- me de 25 à 50 mm Hg ou autre gamme désirée, dans toutes les positions d'ouverture de la soupape à air, correspondant à toutes les vitesses et charges.
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La figure 10 est un diagramme montrant comment l'augmentation simultanée de la friction de l'air (courbe D) et la diminution des forces tendant à maintenir la soupape fer- mée (courbe E) s'équilibrent mutuellement de sorte que ni l'augmentation de l'une, ni la diminution de l'autre ne font que le vide s'écarte de cette gamme. La figure 9 fait ressor- tir le vide constant ainsi obtenu par opposition au vide donné par des carburateurs du type statique, dans lesquels le vide augmente avec le carré de la vitesfe de l'air qui rentre. Ce dernier vide augmente suivant la ligne courbe A jusqu'a près de 12 cm Hg pendant une augmentation de la vitesse de la voiture de 0 à 145 kilomètres à l'heure.
Au contraire, dans le carburateur selon l'invention, la courbe de vide constant B est toujours dans la gamme de 25 à 50 mm, en étant représen- tée comme étant constante à 38 mm Hg.
Etant donné que le vide de la chambre de mélange peut être utilisé extérieurement et peut être renforcé de façon connue, la constance du vide du carburateur est une caractéristique importante du fonctionnement régulier et sur du dispositif extérieur auquel il est appliqué et qui peut être par exemple l'essuie-glace. En conséquence, le diagramme de la figure 9 indique un vide constant renforcé de 10 à 15cm (courbe C) et la figure 1 représente l'utilisation de ce vide constant renforcé pour faire monter du combustible, sans défaillance, depuis un réservoir 00 situé en contre-bas, par une conduite 01, jusqu'à la chambre de pompage 112. Le vide se produit sur la soupape 49 par l'intermédiaire d'un ampli- ficateur Venturi 114, à partir d'un orifice extérieur 110 d'une conduite (non représentée) provenant d'une chambre de mélange 125'.
L'effet combiné du vide constant et le rapport représenté entre les soupapes, le doseur et la tringlerie don- nent un mélange combustible économique d'environ une partie
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de vapeur de combustible pour 16 d'air lorsque le rapport est tel que la soupape à air déplace le doseur d'une quantité quadruple de ce que donne le papillon pour un même déplacement angulaire. En fonctionnement, les soupapes enrichissent ce mélange automatiquement et temporairement, de temps en temps, jusqu'à environ 1 à 12 pour la pleine puissance. Etant donné que le rapport entre les soupapes et le doseur est une ques- tion de choix, la découverte qu'un déplacement 4:1 du doseur convient le mieux pour toutes les vitesses et charges a été confirmée par l'analyse des gaz d'échappement.
Si le rapport est moindre que 2 :1, lemélange devient trop riche lors d'une accélération et en montant les côtes à faible vitesse, de sorte qu'un rapport inférieur à celà n'est pas à souhaiter.
La liaison de la soupape à air et du paillon avec le dispositif doseur peut se faire de différentes façons.
La figure 2 représente les deux soupapes reliées à l'organe qui déplace le tube du doseur par rapport à l'aiguille f ixe.
Evidemment, l'organe pourrait être disposé de manière à dépla- cer l'aiguille par rapport au tube fixe. Dans la figure 6, une des soupapes déplace le tube et l'autre l'aiguille. Il pourrait y avoir deux cônes doseurs sur une seule aiguille.
Dans une autre disposition satisfaisante, non représentée, les deux cônes peuvent être sur des aiguilles distinctes, l'une d'elles actionnée par la soupape à air et l'autre par le papillon, indépendamment, mais les deux tubes alimentant la même chambre à vide. Les rapports des bras de levier des liaisons des soupapes respectives avec le doseur diffèrent l'un de l'autre suivant le principe ci-dessus indiqué, les pièces étant disposées de telle sorte que le combustible dosé par le papillon soit environ un quart de celui dosé par la soupape à air, en maintenant ainsi le principe du dosage différentiel.
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"CARBURETOR" ----------------------------------------------- ---------------
The present invention relates to improvements to carburettors.
The most efficient carburetors so far have been of the static type. However, they are of complicated construction, requiring the manufacture and assembly of many parts, and they are relatively expensive. Air valve carburettors, of which many types have been proposed, have been rejected in the automotive industry as not giving
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not satisfaction.
The carburetor according to the invention has, at the air inlet, an air valve, on which a spring acts, of a new type, with anti-vibration brake, placed in a divided air passage with curved walls. so as to reduce the friction of the air at high speeds, to regulate the air flow and to make the force of the vacuum constant in the mixing chamber outside the throttle.
The invention also relates to mechanical connections of the air valve and the throttle with the fuel valve so that the rate of fuel introduced into the mixing chamber varies with both throttle movements and those of the throttle. air valve and. these controls are differential. Longer and shorter crank arms or lever arms can be used so as to give this difference so that a given rotation of the air valve actuates the fuel valve by at least double the amount and preferably four times that by which an equal angular rotation of the throttle moves the fuel valve.
These movements have a cumulative effect on the fuel valve when the throttle and air valve open as well as when these components close.
It has been found that this combination of links, serving to actuate the fuel valve and maintain a constant vacuum, gives better efficiency than in the case of static carburettors which are commonly considered to be the best. The fuel mixture is lean to achieve economy in ordinary operation and automatically becomes richer when more power is demanded, opening the throttle more open and in the meantime the vacuum is kept approximately constant at all loads and speeds. . The carburetor according to the invention does not
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has few parts and is simple in construction.
It can be manufactured by the mass production machining processes and is inexpensive. It is not necessary to have the accelerator pump, which is generally used in automobiles. Mounting the fuel valve on a thermostatic basis eliminates the throttle valve that was heretofore necessary in automobiles when the temperature is low. This vacuum, constant at the level chosen, whatever the changes in speed or load of the engine, can be used to play a role outside the carburetor, for example, when it is amplified, to raise the fuel to the level. of the carburettor, coming from a rear tank located lower in an automobile, thus eliminating the usual mechanical pump used to raise the fuel.
It can also be used to operate a wiper regularly, at all engine speeds and loads.
To achieve these results, the air valve blade is spring closed and, on start-up, the spring does not yield to let in air until the engine's choke suction has reached a determined force. . When the higher speed of the motor makes the blade open more, enough air enters to maintain the vacuum. The net mechanical resistance of the tension spring remains substantially uniform as the rotation of the blade moves the line of that spring closer to the axis on which the blade rotates. Preferably, the axes of the air valve divide the passage, with two blades being provided / rotating on diametric axes. Each of the air currents that enter is entirely on one side of its blade. Each blade sits approximately 30 before being perpendicular across the air passage.
The
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first part of the wall of the passage near which it moves when opening, is close to the trajectory of the blade but beyond, the wall of the passage deviates from this trajectory. Consequently, at the beginning, during an opening, there is a rather high friction of the air due to the narrowness of the passage, when the blade opens only little, and, when the blade is large. open, there is relatively little friction.
The vibration of the blade is prevented by means of a friction brake which presses on the shafts forming the axes which rotate with the blade. These trees mesh with each other; one of them carries a crank arm located outside the air passage and there are mechanical linkages causing it to actuate a part of the fuel valve. The latter has an axis with a bevel passing through a sleeve orifice.
One or both of these parts are movable so as to increase or decrease the space used for the passage of the fuel, which regulates the rate of arrival of fuel to the mixing chamber and, from there, the mixing. of fuel and air passes through the throttle and goes to the engine intake. The throttle is a blade of an ordinary type, mounted in the middle on a shaft which comprises a crank arm and a mechanical connection such that a displacement of the throttle causes that of a part of the fuel valve. A linkage with differential lever arms is used in these linkages or by varying the length of these crank arms so that a given rotation of the air valve moves a fuel valve by at least double and preferably , quadruple the quantity given by an equal rotation of the butterfly.
This constancy of vacuum and the variations in the rate at which fuel enters the mixing chamber, differentially controlled by the degree of opening of the throttle and air valve, provide a
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economy. More power is automatically obtained, as will be explained later.
Other features and / or advantages of the invention will become apparent from the description below of an embodiment of the invention used on a Ford 6 cylinder automobile of the 1938 type running on gasoline, but it can be done. modified to apply the invention to other land, sea or air vehicles and to other engines serving other applications and using fuel mixed with air. Other volatile fuels can be used with appropriate modifications.
The description below is made with reference to the accompanying drawings in which:
Fig. 1 is a side elevational view of an apparatus according to the invention with a vertical median section of a float chamber and an elevator apparatus actuated by the vacuum of the carburetor for supplying fuel thereto.
FIG. 2 is an elevational view taken from the right of FIG. 1, the float chamber and the carburetor bowl not being shown / and a part being cut away so as to show the metering needle.
Figure 3 is a sectional elevation view through the middle of Figure 2.
Figure 4 is a horizontal section taken on line 4-4 of Figure 2.
Figure 5 is a plan section taken along line 5-5 of Figure 3, but showing the sliding tube and needle sleeve without being cut.
Figure 6 is a side elevational view of a variation giving a constant vacuum and a controlled proportion of the mixture.
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Figure 7 is a middle vertical section of the carburetor of Figures 1, 23 and 6, showing the air valves partially open.
Figure 8 is a similar view with the air valves fully open.
FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the constant vacuum according to the invention and that obtained at different speeds in a static carburetor of earlier construction.
Fig. 10 is a diagram showing the changes in mechanical strength and air friction resistance to which the air valve is subjected at different speeds and their cooperation so as to keep the vacuum constant as the speed increases.
The object sought is that the engine (not shown) sucks through the throttle 126 a mixture of air, having passed through the air valve 103, and of fuel arriving through the fuel valve 119 and the spray tube 125, by separating itself. mixing in the mixing chamber 125 'The mechanism, which will be described, automatically modifies the richness of this mixture by moving a conical, straight metering rod, so as to make a relatively lean and economical mixture (approximately 15 to 1) or relatively rich (about 12 to 1) to get more power or full power depending on the economics of driving the car, depending on the fuel ratio needed to achieve the temporarily desired results, i.e. economy, i.e. power,
in all conditions that may be encountered in driving cars.
As seen in Figures 3, 7 and 8, the carburetor has a tubular round body / 101 which is placed vertically with air suction going downward. The sou-
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air valve is made of two sector-shaped blades, the hubs 105 of which are arranged across the middle of the housing diametrically on parallel pivots 102 and their peripheral arcs each bear against the tube wall obliquely, making an angle d 'about 60 with vertical.
Above these hubs, a frame 106, mounted at the inlet of the air into the tube, carries a diametrical transverse bar 107, the underside of which is curved so as to bear on the upper faces of the hubs of the blades against which it is pushed continuously by springs 104 working under tension, which are fixed on this frame 106 and on the blades 103 by tending to pull the blades against their respective seats, while initially being under a tension which is approximately half that they have when the air valve is wide open.
Consequently, they initially give a vacuum and, at all times, by pressing the bar 107 against the hubs of the blades, they cause friction preventing the vibrations of the blades, forming a brake shoe and a hermetic seal between them.
The spring 104 of each of the blades is of such dimensions and is mounted in such a way that as it elongates and its tension increases as the air valve opens, its end attached to the blade rotates smoothly. this around its axis, so that the axis of the spring approaches the axis of rotation of the blade and that consequently, the arm of the couple which tends to close the blade is shorter as the The magnitude of the torque force increases with the extension of the spring.
But to make the vacuum constant, the factors involved can be combined in different ways.
The preferred construction is shown in Figures 5 to 8 which show a combination in which there is virtually no change in the friction of
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air and virtually no change in the moment of mechanical strength.
The air valve, in the present embodiment, provides work while moving and is sensitive to small changes. This is important because if the valve were to stick at low speed, the engine would stop. In idle operation, the air opening may not exceed 0.12 mm. It has been observed that by making each of the blades completely unbalanced, that is to say that the air which may encounter it passes entirely on one side of its pivot; the blade provides sufficient torque to overcome the friction on its shaft 102 as well as the drag of the braking surface 107 which prevents vibration of the blade and to move the fuel metering device. The gear of the two blades at 102 '(figure 4) makes that the torque of the two blades is available and is sufficient to obtain these results.
By making the air valve with two blades instead of a large one, one obtains a simplicity of construction with diametrical pivots and a good construction to assure the mixing.
The springs 104 used in the apparatus in question each have a free length of 12 mm for their helical portion, with 25 turns of a 0.5 mm wire. When in place the springs are extended to 25mm to give the initial closed position of the valve and when engine suction begins this gives a vacuum of 38mm Hg. When the valve has moved from 60 to come into position. wide open, the coil spring is extended to 38mm and has twice its initial tension. The 60 pivot reduced the effective lever arm around shaft 102 from 12mm to 6mm and the mechanical moment against opening the valve is the same as at the start. In this way, the torque acting on the valve shaft is the same at
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two ends of the displacement thereof.
The constant vacuum thus established in the mixing chamber 125 'sucks fuel which arrives in the spray tube 125 (Figures 2 and 5) from a supply duct 124 (Figure 2) through a passage do- seur included between a tube 118 and a dosing needle with rectilinear taper 119, whose longitudinal position in the tube 118 is regulated by a thermostat 138 sensitive to the action of the outside temperature and it is actuated by the air valve and the butterfly, 103 and 126, by means of their shafts 102 and 127 and of links which, in FIG. 2, comprise the lever arms 130 and 132,
belts 131 and 133 and a lever 134 ′ whose middle part pivots on one end of this tube 118 and can move the tube longitudinally in its housing, outside the body of the carburetor.
FIG. 2 shows an arrangement in which the metering needle 119 slides in the end of the tube 118 and has a conical part inside this tube. The end of this needle located inside the tube is attached to the thermostat 138 made of a bundle of five bi-blades clamped on top of each other, the second and the fourth blade being shorter and cut in 138 'of so that the end of the bundle is flexible to allow it to flex without locking the needle in tube 118, in which it fits tightly. In the middle of the body of the tube there is a passage and orifices allowing the fuel to pass transversely at a rate which depends on the part of the rectilinear taper of the needle which is in front of the metering orifice. .
The suction in the mixing chamber 125 'sucks the fuel from an adjacent supply chamber 113 which, in FIG. 1, is behind the fuel lifting chamber 112, through a line 02 (in dotted on the figure
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1) bringing it to the inlet 124 of the valve (Figure 2) where the amount entering the line 125 is regulated by the amount of the space between the fuel metering valve element, comprising the needle 119 and its seat in its tube 118. This regulating valve is not located in the mixing chamber as is usual, but its outlet pipe 125 leads there anyway appropriately and includes a system of outlet ports which extend completely across mixing chamber 125 '.
This end portion of the pipe 125 is a closed end tube, placed horizontally and having outlet ports 108 on all sides of the tube, at intervals, along the entire width of the suction chamber 125 'between the valve. air and butterfly.
The metering needle 119 shown in Figures 2 and 6 has a long, straight taper. This enables low cost and high precision in the manufacture of valve elements by mass production processes and further enables precision in determining the amount of fuel which passes under the control of valve movements. air and pavilion. The needles used are about 16mm long in a straight taper and a taper ratio of about 1 to 30.
The local chamber for supplying fuel to the inlet line 102 may be located at any convenient location and its contents may be maintained at a constant level in any suitable manner. In the device described here, the fuel content is maintained at a constant level under the action of the constant vacuum prevailing in the mixing chamber 125 'of the carburetor, comprising a small air suction line 110 (FIG. 1 ), via a Venturi device for increasing the vacuum 114 and
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a valve 49 actuated by the float 45.
The pulsations of vacuum in chamber 112, alternating with atmospheric pulses, with the descent and rise of float 45 at an average frequency of about 60 per minute, cause rapid repetition of the surges of liquid fuel in chamber 112. at a hydrostatic height sufficient to fill the tank, by causing this fuel to rise from a tank 00 located against the bottom and at a distance, through an inlet 01, into the chamber 112 from where it flows into the atmospheric tank as required. The device described for ensuring the constancy of the vacuum value can be made such that the vacuum is always sufficient to raise the fuel to a level which is constant with respect to the carburetor, under all opening conditions. throttle valve in normal car operation.
According to the invention, there is provided a differential control of the fuel metering by the shaft 102 of the air valve and the shaft 127 of the butterfly valve. The rotation of the crank 130 of the air valve on the shaft 102 and the movement of its connecting rod 131 connected to one end of the lever 134 'are substantially parallel to the rotation of the crank 132 of the throttle valve on the shaft 102. shaft 127 and the displacement of its connecting rod 133 which is connected to the other end of this lever 134 '. The movements of these parts are substantially parallel to the rectilinear movements at the end of the elements 118, 119 of the fuel metering device, one of these elements pivoting on the lever 134 'between its two ends.
The degree of opening between the metering elements 118 and 119 is, at all times, a result of the positions occupied at the same time by the two cranks 130 and 132. When the air valve or the butterfly moves, it moves the valve. end of its lever and consequently moves the metering element 118 into a
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proportional measure, but it does not move the valve which is connected to the other end of the lever. Since the other valve can occupy one of several different positions and can itself move at the same time, there can be great complexity in the positions and angles of the lever.
Assuming that the valves and the metering unit have a certain 0 position, for example when the engine is running empty, and that neither the air valve nor the throttle is open appreciably, one can observe that when one wishes When accelerating, bringing the throttle and its crank 132 by the driver to a moderately open position moves lever 134 'and metering element 118 to bring them to a slightly open position, before the air valve is actuated. This enriches the mixture, for example in a ratio of 13 or 14 air to 1 fuel vapor, and gives maximum acceleration.
The increase in suction which gives an increase in engine speed opens the air valve 103 and thus moves the metering unit cumulatively, to give a larger opening which maintains and even increases the richness of the ratio, while sucking in more of both air and fuel. However, when the desired speed has been reached, releasing the throttle by the driver reduces acceleration, reduces the richness of the gear to bring it to an economic value of 16 to 1, leaving the air valve and the throttle in. the positions obtained while maintaining the highest speed.
If the throttle is then moved to provide more power, without increasing speed as when arriving on a steeper slope, the continued opening by the driver gives the desired richness of the mixture. He can open the butterfly wide by advancing the metering needle accordingly so as to accelerate by re ichement. But during an increase
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of the resulting engine speed, the resulting wide opening of the air valve re-establishes the determined economic ratio of the mixture, advancing the metering needle still further, which gives the greatest supply of fuel required. for high speed.
In the above-described connections of the throttle and air valve to the fuel valve and in all variations, the opening movements of the throttle and the air valve act cumulatively to open the fuel valve and conversely, their closures have a cumulative effect tending to closure.
The differential control of the mixture richness makes it possible to have the necessary rich ratio of 12 or 13 air to 1 of fuel during acceleration and to operate with an economical ratio of 15 or 16 to 1 at constant speed ord. inary. Parts can be made to operate with any mixture desired as an economical normal running mixture.
The relative lengths of the cranks 130 and 132 and of the lever arms can be chosen to give the lever arm ratio that may be desired between the valves and the metering device. This ratio may change for different fuels and for different elevations.
Likewise, the ratio of the air valve to the throttle with respect to the distance each of them moves the metering device for equal angular displacement is variable. It has been found according to the invention and it has been shown by analysis of the exhaust gases that, in a carburetor of the type described herein, the optimum ratio for the gasoline used at sea level is such that the throttle moves the fuel valve only about 1/4 of what
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the air valve moves it for an equal angular movement of that air valve. The dotted lines in Figure 6 show approximately this relationship, the lever arm shown in solid line not existing when the parts are in the position shown / dotted.
It has been observed that, by making a ratio of 1 to 4, it is possible to integrate the different influences, with great efficiency and great economy in order to maintain the operation described above while still having the possibility of obtaining an automatic change giving a richer gear when more power is desired, simply by pressure exerted by the driver on the throttle. However, results can be obtained which are good up to a critical ratio in which the air valve moves a fuel valve element twice as much as the throttle connected to that element, for opening movements of the same. angular value.
The metering element 118 and the middle portion of the lever 134 'are responsive to the movement of each of the valves, as mentioned above, since the metering unit is easily movable while each of the valves is so securely held. between its spring and the opposite pressure exerted by the air or by the operator as the case may be, that it remains fixed whatever the position to which it has been brought and thus serves as a pivot when the other valve is moves.
The joint and differential control of the metering device can be done using transmissions, without a lever. One of these ways is to connect one of the valves to part 118 and the other to the needle, as seen in figure 6, using crank arms whose lengths are in the desired report. In this case, the metering needle 119 is moved by a connecting rod 133 'and a gear
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reducer 132 'ensuring the connection with the butterfly 127, while the arm 130' of the air valve is connected directly to the part 118 by a connecting rod 131 '. The opening movements of the two valves move the needle and the workpiece
118 in the opposite direction.
The arrival of fuel in the mixing chamber
125 ', in Figures 2 to 8 is made by a spray tube 125 placed across the air passage and it has the two characteristics which cooperate to make a homogeneous mixture. These are, first, the fact that the outlet occurs through holes in many places across the air stream (Figure 5) and, second, that the spray streams go out and depart in many directions from a protected region (Figures 7 and 8) in the middle of the air stream to disperse with minimal coalescence.
When gasoline is used as a fuel, it has been found that the surface tension of the liquid gives resistance to its passage through these holes, such that it goes to the end of the tube and escapes. in a finely divided state, in uniform volume at all points along the length, even if the holes are up to 1.5 mm in diameter.
The mounting of the blades 103 on parallel pivots 102 arranged across the middle of the air passage 101, round and vertical, with downdraft (Figures 3 and 4) causes each valve to be sector-shaped with its pivot as a string and is subjected to air pressure on one side only of its pivot. Since the movable edge of the blade is round and opens away from a round wall, the entire half-round edge moves away at least slightly from the wall as soon as the blade opens. As a result, when the engine is running, there is always a flow of air between the wall and all parts of the blade edge which is adjacent to the
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wall. This avoids troubles due to frost and ice blockage.
By making the closed position oblique below the horizontal, the rather steep path along which the blade moves away from the vertical wall causes the air valve to be wide open when the blade is placed vertically in the middle, with a rotation that is only 60 or so. This occurs at high speeds and helps reduce the vacuum to the desired range. To adjust the vacuum at low speeds, the taper of the passage wall from the air valve to the butterfly begins near perpendicularity to the plane of the air valve as it is applied to its seat. As a result, when the air valve is barely open, the air passage is very narrow with the resulting delay of the air inlet, which helps to maintain the vacuum at the desired constancy.
From this perpendicularity, the taper takes place along a convex curve on the side of the path described by the edge of the blade when it turns to come into its more open position (Figures 7 and 8). The factors which combine, at low speed, to give the desired vacuum of 38 mm Hg are the initial tension of the spring 104 and the air delay stated above. At high speeds, the factors which combine to keep the vacuum from rising above the desired constancy range are shortening the effective length of the spring arm, opening the air passage and straightening it out from it. initial hooked shape.
The factors in question can be varied so that they compensate each other to give a constant vacuum in the range 25 to 50 mm Hg or other desired range, in all open positions of the air valve. , corresponding to all speeds and loads.
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Fig. 10 is a diagram showing how the simultaneous increase in air friction (curve D) and the decrease in the forces tending to keep the valve closed (curve E) balance each other so that neither An increase in one nor a decrease in the other causes the vacuum to deviate from this range. FIG. 9 shows the constant vacuum thus obtained as opposed to the vacuum given by carburettors of the static type, in which the vacuum increases with the square of the speed of the incoming air. This latter vacuum increases along the curved line A to nearly 12 cm Hg during an increase in the speed of the car from 0 to 145 kilometers per hour.
On the contrary, in the carburetor according to the invention, the constant vacuum curve B is always in the range of 25 to 50 mm, being represented as being constant at 38 mm Hg.
Since the vacuum of the mixing chamber can be used externally and can be reinforced in known manner, the constancy of the vacuum of the carburetor is an important characteristic of the smooth operation and on the external device to which it is applied and which can be for example wiper. Consequently, the diagram of figure 9 indicates a constant vacuum reinforced by 10 to 15cm (curve C) and FIG. 1 represents the use of this reinforced constant vacuum to raise fuel, without failure, from a tank 00 located in down, through a line 01, to the pumping chamber 112. The vacuum is produced on the valve 49 by means of a Venturi amplifier 114, from an external port 110 of a pipe (not shown) from a mixing chamber 125 '.
The combined effect of constant vacuum and the ratio shown between valves, metering unit and linkage results in an economical fuel mixture of about one part.
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of fuel vapor to 16 air when the ratio is such that the air valve moves the metering by a quantity quadruple that of the throttle for the same angular displacement. In operation, the valves enrich this mixture automatically and temporarily, from time to time, to about 1 to 12 for full power. Since the ratio of valves to metering is a matter of choice, the finding that a 4: 1 displacement of the metering is best suited for all speeds and loads was confirmed by gas analysis. exhaust.
If the ratio is less than 2: 1, the mixture becomes too rich when accelerating and climbing hills at low speed, so a lower ratio than that is not to be desired.
The connection of the air valve and the straw with the metering device can be done in different ways.
Figure 2 shows the two valves connected to the member which moves the metering tube relative to the fixed needle.
Obviously, the organ could be arranged to move the needle relative to the fixed tube. In figure 6, one of the valves moves the tube and the other the needle. There could be two measuring tips on a single needle.
In another satisfactory arrangement, not shown, the two cones can be on separate needles, one of them actuated by the air valve and the other by the butterfly, independently, but the two tubes feeding the same chamber. empty. The ratios of the lever arms of the respective valve connections with the metering device differ from each other according to the principle indicated above, the parts being arranged so that the fuel metered by the butterfly is approximately a quarter of that dosed by the air valve, thus maintaining the principle of differential dosing.