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Cette invention concerne des appareils de réglage de la combus- tion,appelés généralement carburateurs, dont le but est de fournir un mélan- ge uniforme de carburant et d'air dans la proportion exacte qui convient à la combustion dans les moteurs et les brûleurs.
On se réfère ici spécifiquement au type de carburateur à injec- tion dans lequel des dispositifs actionnés par pression et agissant en fonc- tion de facteurs qui dépendent d'un courant d'air,assurent le dosage du car- burant admis sous pression à une tuyère de pulvérisation du type à injection dans lequel cette injection se produit au sein d'un courant d'air qui entre dans le tuyau ou le collecteur d'admission.
Un des buts de l'invention est de fournir un appareil de dosage donnant la plus haute exactitude, évitant les facteurs variables qui affec- tent les fonctions des carburateurs conventionnels, tels que les forces d'ac- célération et de la pesanteur, les variations de densité et de volatilité du carburant et de l'air, et fournissant toujours la quantité exacte de car- burant pour donner au mélange le rapport air/carburant approprié dans toute l'étendue des conditions de fonctionnement.
L'invention a encore pour but :
1 - d'obtenir une chute de pression minimum dans le système d'alimentation en faisant usage comme éléments de dosage de véritables venturis et de 'membranes indépendantes très sensibles à la pression.
2 - D'empêcher le givrage en injectant le carburant immédiatement dans le .collecteur d'admission en dessous des papillons ou de n'importe quelles autres obstructions au contact desquelles l'humidité atmosphérique pour- rait geler par suite de la chute de température résultant de la vapori- sation du carburanto 3 - De produire un ensemble entièrement automatique qui donne les rapports .exacts air/carburant à toutes les puissances et conditions de fonction- nement, sans intervention d'aucune commande manuelle.
4. - D'éliminer les différences de tensions de vapeur pour être à l'abri d'ob- structions résultant de la formation de bulles de vapeur, et pour permet- tre d'employer une large gamme de carburants volatiles, y compris celui qu'on nomme "L.P. gas".
5 - De construire un dispositif d'une telle simplicité et d'un emploi telle- ment à l'abri des maladresses, qu'il faudra rarement avoir recours à des travaux de mise au point et d'entretien.
D'autres buts et avantages de ce nouveau carburateur perfectionné apparaîtront au cours de l'exposé suivant donné en se référant aux dessins annexésdans lesquels: la figure 1 est une coupe du carburateur conforme à l'invention, le long de la droite 1-1 de la figure 2; la figure 2 est une coupe le long de la ligne 2-2 de la figure 1.
Le carburateur est connecté directement au collecteur d'admission et muni d'un passage d'air 1 commandé par deux papillons-venturis variables 8 commandés par un tringlage 9. Le corps 10 du carburateur peut être constitué de fonte d'un métal léger. Dans le passage d'air 1 sont disposés une traverse à tuyères 11 et deux venturis de renforcement 12.
Les papillons venturis 8 portant dans des coussinets lisses 16 disposés parallèlement à ladite traverse 11, et sont synchronisés par des secteurs dentés 18 et 19 et des pignons 20 et 21. Le tringlage J. est connecté au pignon 20, Les parties supérieures des venturis de renforcement 12 sont creuses sur la presque totalité de leur longueur, et ces cavités 22 communiquent par des fentes 24 avec le passage de venturi compris entre la traverse et les venturis de renforcement. Le bord avant de la traverse de forme aérodynamique est muni d'une
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fente dJadmisE0n 26 qui reçoit la pression d'impct de l'afflux d'air au moment où il entra en menant de la prise d'air.
La fente 25 communique cette pression d'impact à une face d'une
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membrane 2 â réa2issant à la pression. Les venturis de renforcement 12 communiquent dg mme la sucticn de venturi à l'autre face de la môme membrane par un passag'3 séFaré 28. La membrane divise une chambre close en deux compartiments 29
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et 1,0 dont 1 premier communique avec la fente 260 La différence entre la pression d'impact et la pression de ven-
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turi est une fonction de 1-lafflux d'air à une densité donnée, et est propor- tionnelle au carré de la vitesse. C'est là la force qui effectue le dosage en agissant sur la membrane 27 à laquelle est attaché un pointeau de dosage
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J31 au moyen de la biellette 32.
Ce pointeau ¯l se meut à frottement doux dans un passage longitudinal de précision 12 qui s'étend à travers la traverse 11 et le corps du carburateur.. Le pointeau 31 commande lsaccès à un passage de carburant 34 conduisant à un gicleur de pulvérisationâ. Le passage 34 a un diamètre -tel qu'ail est complétement fermé par le pointeau lorsque la membrane est relâchée.
Ainsi qu'il a été dit.\' la force qui produit le dosage est pnporticnnalle au carré de la vitesse de l'afflux d'aira Il ne suffit donc pas de commander exactement la pression de carburant, mais il faut encore agn de -:elle façon sur l'admission de carburant au pointeau 31. que la o>=os=<isn reste toujours inversement proportionnelle à la racine car- rée deladite force par laquelle s'effectue le dosageafin que le débit de carburant soit une fonction linéaire de l'afflux d'air dans toute l'éten-
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due de f011:;
i.'Jrffinto Cela s Jcbtient au moyen d'une membrane de réglage du carburant-, montée dans une chambre close 37 et divisant celle-ci en deux
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compartiments 3¯8 et .l2
Le compartiment 38 communique directement avec le passage ±, appliquant ainsi à l'une des faces de'la membrane 36 la pression de carburant dosé, qui est la même que la pression au gicleur.
Le carburant venant de la pompe qui peut être munie d'une dé-
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rivation à soupape de surpression afin de produire une pression de débit constante,; sr.tre un passage =40 dans le corps 10 et coule à travers un passage J4. via le pointeau de réglage 1.2 dans le passage longitudinal 33. Le ccmpar im n : 12 communique avec le passage 11 en un point en amont du pointeau de dcsage 21 au moyen d'un passage supplémentaire 3 étant donc exposé à la pression du carburant non-dosé c'est-à-dire à la pression de gicleur, plus la pression da dosage. La pression de gicleur étant ainsi éliminée, on voit que la différence entre la pression du carburant non-dosé et celle du
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carbant dosé;) c'est-à-dire la chute de pression à travers le pointeau de dosage 119 est la seule force qui agisse sur le diaphragme 36 et son poin- teau de réglage 42.
Ainsi par exemple,, quand une réduction de l'afflux d'air provoque ane fermeture partielle du pointeau de dosage 31, l'augmentation de pression qui se manifeste en ce point fait immédiatement réagir le poin-
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teau¯42 de façon à provoquer une fermeture équivalentep réduisant ainsi l'admission jusqu à ce que 1-9équilibre soit rétablio Fonctionnant ainsi à l'unisson les deux pointeaux 11 et 42 constituent en somme une double entrée, répartissant automatiquement la pression entre eux et amenant ainsi le dosage de carburant à varier en fonction linéaire de l'afflux d'aira
La figure 2 montre un passage d'écoulement 44 conduisant du com-
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partiment 29 de la chambre de membrane au collecteur d9qdmission ¯4j.
Vu son diamètre relativement réduit,; cet écoulement ne peut dissiper qu'un très pe-
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tit pourcentage du potentiel de la pression dimpact9 et ce facteur est com- pris dans le calibrage d'ensemble du dosage. Il répond à un double buta savoir,assurer 1''écoulement de toute condensation ou légère fuite de car-
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brante et de faire en sorte:, puisque le débit d'éçoulement sera évidemment proportionnellement moindre à plus haute pression dans le collecteur, que le
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mélange soit automatiquement enrichi quand l'appel de puissance augmente et que les pressions efficaces moyennes deviennent plus élevées.
Pour les usages de l'aviation ou des installations de force mo- trice où l'on veut obtenir des performances et un rendement maximum, on peut encore ajouter une couple de dispositifs très importants soit comme acces- soires permanents ou appliqués seulement sur demande.
La figure 2 montres à gauche,une capsule anéroïde 48, contenue dans une chambre close ¯4,2 communiquant avec l'auge d'admission d'air au moyen de tubes statiques conventionnels de façon à obtenir une pression statique qui soit la plus exacte que possible. Cette capsule est disposée de manière à réagir à la fois à la température et à la pression, de sorte qu'elle se dilate à mesure que l'altitude augmente ou en général, lorsque la densité de l'air diminue.
Cette capsule actionne un petit pointeau .50 qui commande un passage 51 de façon à admettre l'air d'impact dans la chambre 30 à une allure qui augmente à mesure que la densité de l'air d'admission, diminue, ce qui a pour effet de maintenir la proportion correcte air/carburant dans toutes les conditions de fonctionnemento
A la droite du carburateur,il y a une autre capsule anéroïde 52 montée dans une chambre dose 53. dans laquelle cette capsule , entièrement hermétique et dans laquelle on a fait le vide, est actionnée uniquement par la pression absolue régnant dans le collecteuro Fonctionnant sur le principe anéroïde, elle est comprimée par la pression atmosphérique, tandis que lorsqu'elle est exposée aux pression absolues plus basses du collecteur,
elle se dilate suivant une loi linéaire inversement proportionnelle à ces pressions. Lorsque ces dernières augmentent, quand le moteur doit développer un plus fort couple ou une plus forte puissance,la capsule 52 est gra- duellement comprimée jusqu'à ce que, à une pression absolue de 50 cm de mercure par exemple, elle a retiré suffisamment un plongeur 54 pour admettre un mélange d'alcool et d'eau, via un passage 55, à un gicleur supplée mentaire qui le déverse directement dans le collecteur d'admission 45 en dessous du carburateuro Ce mélange fonctionne comme anti-détonnant à la manière bien connueet est donc injecté à un rythme croissant à mesure que les pressions augmentent encore.
Dans la description qui précède, on a fait mention d'un gicleur de pulvérisation 35, sans toutefois en donner la description, vu que ces accessoires se trouvent sous différentes formes dans le commerce. Cependant en vue de satisfaire à une condition très importante au point de vue de la tension de vapeur,on a représenté au dessin un modèle particulier très simple comprenant un petit piston cylindrique ,57 pouvant se mouvoir à frottement doux dans un passage cylindrique 58 de telle manière que son épaulement conique supérieure puisse être poussé contre un siège de soupape 59 également conique, connecté directement au passage 34. Le piston 57 est creux et contient un ressort 60 dont le bout inférieur prend appui sur une vis 61,ce qui sert également à obturer le passage cylindrique 58.
Ainsi le piston appuie par la force d'un ressort contre le siège avec une pression de fermeture équivalente à 350 g/cm2 par exemple que la pompe devra vaincre avant qu'une éjection de carourant ne puisse se produire. Lorsque cette pression est dépassée, le piston 57 est abaissé à l'encontre de la force du ressort jusqu'à ce que deux fentes de pulvérisation 62 (figure 1) soient découvertes, ce qui admet ainsi le carburant, finement "atomisé" ou sous forme de vapeur,dans le courant d'air qui s'engouffre dans le collecteur.
Un passage qui prend naissance dans l'espace du passage 58 compris entre le piston 57 et la vis 61, communique avec le haut du réservoir de carburant, transmettant ainsi la tension de vapeur audit espace en dessous du piston 57. La tension de vapeur dans le passage ±± se trouve ainsi contrebalancée, éliminant ainsi un facteur variable qui, avec certains carburants tels que le propane et le butane ,peut atteindre 7 et 14 kg/cm2. En ne présentant ainsi à la pompe que la pression différentielle, représentée pratique-
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m9r.f par la prussien de tuyèlre> le carburateur en question effectue ainsi 15 doaage à 'é3. liquide de carburants qui se présentent normalement à l'élan g=z*,Jà (LP.g3s);
, ce qui est la seule àçon exacte du reste, et ne 1''empêche paa d5 p'cir sertir aussi pour d'autres carburants volatiles tels que de 1'essenccp lorsque c31a est nécessaire,, le tout avec un seul et même appareil. Il "ijf.;. de sel- qu'5 dans un système de ce genre;, toute possibilité d darstruc.ov par bulles de gaz est exclue A ce propos, on se réfère encore une fois à l'écoulement 44 de
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la figure 2. Il y a ici un petit plongeur .22 pouvant glisser dans une douille S± t:out en étant sollicité par un ressort en direction qui l'éloigne du passags 44.
La douille 55 se visse dans le corps 10 de sorte que le plongeur
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6µ peut ?t!."3 amené à obstruer plus ou moins lsécoulement en tournant la douille dans un sen5 cu dans 1>autreo Ainsi les forces agissant sur la membrane 12 pour effectuer le d?àge, peuvent être ajustées ou commandées de façon à répondre à n)impo:"t.6 quelles conditions de service, à permettre un calibrage extrêmement préais, et à tenir compte de la valeur calorifique des différents c9x;buz".:mt.so En cuira;, et en vue de rendre le mélange plus riche au ralenti,
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le tringlage d9 co-mmande peut être muni d'une came qui., dans la position de ralentie oblige le plongeur 5 à entrer à fond de manière à obstruer Cç.InFI"':'3merl."':. le passage M et à augmenter de ce fait la force de dosage qui serait aorwwl :snt, présente dans cette position.
REVENDICATIONS.
1.- Carburateur muni d'une tuyère d'injection sous pression et de moyens de commande pour régler 1-'alimentation sous pression de carburants à ladite tuyèrecaractérisé par la fait que ces moyens de commande se com- posent d'uen paire de soupapes situées dans le canal d'admission de carburant et disposées de manière à être actionnées respectivement par le courant d'air
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dans la prise d;la,:.Y-- du carburateur, et par la pression de dosage du carburant ainsi c0TJlII'l3:2déo
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This invention relates to combustion control apparatus, generally referred to as carburettors, the object of which is to provide a uniform mixture of fuel and air in the exact ratio suitable for combustion in engines and burners.
Specific reference is made here to the type of injection carburetor in which pressure-actuated devices, acting in accordance with factors which depend on an air current, provide the metering of the fuel admitted under pressure at a rate. An injection-type spray nozzle in which this injection occurs within an air stream which enters the intake pipe or manifold.
One of the aims of the invention is to provide a metering apparatus giving the highest accuracy, avoiding the variable factors which affect the functions of conventional carburettors, such as acceleration and gravity forces, variations. density and volatility of fuel and air, and always supplying the exact amount of fuel to give the mixture the proper air / fuel ratio over the full range of operating conditions.
The invention also aims:
1 - to obtain a minimum pressure drop in the supply system by making use as dosing elements of true venturis and independent membranes very sensitive to pressure.
2 - To prevent icing by injecting fuel immediately into the intake manifold below the throttles or any other obstructions in contact with which atmospheric humidity could freeze as a result of the resulting drop in temperature fuel vaporization o 3 - To produce a fully automatic unit which gives exact air / fuel ratios at all powers and operating conditions, without the intervention of any manual control.
4. - To eliminate the differences in vapor pressure to be free from ob- structions resulting from the formation of vapor bubbles, and to allow the use of a wide range of volatile fuels, including that called "LP gas".
5 - To construct a device of such simplicity and such a safe use from clumsiness, that it will rarely be necessary to resort to tuning and maintenance work.
Other objects and advantages of this new improved carburetor will become apparent from the following description given with reference to the accompanying drawings in which: Figure 1 is a sectional view of the carburetor according to the invention, along the line 1-1 of Figure 2; Figure 2 is a section taken along line 2-2 of Figure 1.
The carburetor is connected directly to the intake manifold and provided with an air passage 1 controlled by two variable butterfly-venturis 8 controlled by a linkage 9. The body 10 of the carburetor may be made of cast iron of a light metal. In the air passage 1 are arranged a cross member with nozzles 11 and two reinforcing venturis 12.
The venturi butterflies 8 bearing in smooth bearings 16 arranged parallel to said cross member 11, and are synchronized by toothed sectors 18 and 19 and pinions 20 and 21. The linkage J. is connected to the pinion 20, The upper parts of the venturis of reinforcement 12 are hollow over almost their entire length, and these cavities 22 communicate by slits 24 with the venturi passage between the cross member and the reinforcement venturis. The front edge of the aerodynamically shaped cross member is provided with a
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dJadmisE0n 26 slit which receives the impct pressure of the inflow of air as it entered by leading from the air intake.
The slot 25 communicates this impact pressure to a face of a
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membrane 2 â reactive to pressure. The reinforcement venturis 12 communicate dg even the venturi suction to the other face of the same membrane by a separate passage 28. The membrane divides a closed chamber into two compartments 29
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and 1.0 of which 1 first communicates with the slot 260 The difference between the impact pressure and the vent pressure
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turi is a function of 1-air flow at a given density, and is proportional to the square of the speed. This is the force which performs the dosage by acting on the membrane 27 to which is attached a dosage needle
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J31 by means of link 32.
This needle ¯l moves smoothly in a precision longitudinal passage 12 which extends through the cross member 11 and the carburetor body. The needle 31 controls access to a fuel passage 34 leading to a spray nozzle. The passage 34 has a diameter such that garlic is completely closed by the needle when the membrane is released.
As has been said. \ 'The force which produces the dosage is proportional to the square of the speed of the inflow of air. It is therefore not enough to control the fuel pressure exactly, but it is still necessary to - : it ensures on the fuel inlet at the needle 31. that the o> = os = <isn always remains inversely proportional to the square root of the said force by which the metering is carried out so that the fuel flow is a linear function the influx of air throughout the
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due from f011 :;
i.'Jrffinto This s Jcbtient by means of a fuel-adjusting membrane, mounted in a closed chamber 37 and dividing it in two
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compartments 3¯8 and .l2
The compartment 38 communicates directly with the passage ±, thus applying to one of the faces of the membrane 36 the metered fuel pressure, which is the same as the pressure at the nozzle.
The fuel coming from the pump which may be fitted with a
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riveting pressure relief valve to produce constant flow pressure; sr.be a passage = 40 in the body 10 and flows through a passage J4. via the adjustment needle 1.2 in the longitudinal passage 33. The ccmpar im n: 12 communicates with the passage 11 at a point upstream of the discharge needle 21 by means of an additional passage 3 therefore being exposed to the pressure of the non fuel. -dosed, that is to say at the nozzle pressure, plus the dosing pressure. The nozzle pressure being thus eliminated, we see that the difference between the pressure of the non-metered fuel and that of the
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metered fuel;) ie the pressure drop across metering needle 119 is the only force acting on diaphragm 36 and its adjusting needle 42.
Thus, for example, when a reduction in the air flow causes a partial closure of the metering needle 31, the increase in pressure which manifests itself at this point immediately causes the needle to react.
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teaū42 so as to cause an equivalent closure ep thus reducing the inlet until 1-9equilibrium is reestablished Thus operating in unison the two needles 11 and 42 constitute in short a double inlet, automatically distributing the pressure between them and thus causing the fuel dosage to vary linearly with the inflow of air
Figure 2 shows a flow passage 44 leading from the compound.
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part 29 from the diaphragm chamber to the d9qdmission manifold ¯4j.
Considering its relatively small diameter; this flow can only dissipate a very small
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tit percentage of the impact pressure potential9 and this factor is included in the overall metering calibration. It responds to a double purpose, namely, to ensure the flow of any condensation or slight leakage of carbon.
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brante and to ensure that :, since the flow rate will obviously be proportionally lower at higher pressure in the manifold, than the
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mixture is automatically enriched when the demand for power increases and the average effective pressures become higher.
For use in aviation or power plant installations where maximum performance and efficiency are desired, a couple of very large devices can be added either as permanent accessories or applied only on request.
Figure 2 shows on the left, an aneroid capsule 48, contained in a closed chamber ¯4.2 communicating with the air intake trough by means of conventional static tubes so as to obtain a static pressure which is the most exact as possible. This capsule is arranged to react to both temperature and pressure, so that it expands as altitude increases or in general, as air density decreases.
This capsule actuates a small needle .50 which controls a passage 51 so as to admit the impact air into the chamber 30 at a rate which increases as the density of the intake air decreases, which has to maintain the correct air / fuel ratio under all operating conditions o
To the right of the carburetor, there is another aneroid capsule 52 mounted in a dose chamber 53. in which this capsule, completely hermetic and in which a vacuum has been made, is actuated only by the absolute pressure prevailing in the manifold. the aneroid principle, it is compressed by atmospheric pressure, while when exposed to the lower absolute pressure of the manifold,
it expands according to a linear law inversely proportional to these pressures. When these increase, when the engine has to develop a higher torque or a higher power, the capsule 52 is gradually compressed until, at an absolute pressure of 50 cm of mercury for example, it has withdrawn sufficiently a plunger 54 to admit a mixture of alcohol and water, via a passage 55, to an additional nozzle which pours it directly into the intake manifold 45 below the carburetor o This mixture functions as an anti-detonator in the manner well known and is therefore injected at an increasing rate as the pressures increase further.
In the foregoing description, mention has been made of a spray nozzle 35, without however giving the description thereof, since these accessories are found in various forms on the market. However, in order to satisfy a very important condition from the point of view of the vapor pressure, there is shown in the drawing a very simple particular model comprising a small cylindrical piston, 57 which can move with gentle friction in a cylindrical passage 58 of such so that its upper conical shoulder can be pushed against a valve seat 59 also conical, connected directly to the passage 34. The piston 57 is hollow and contains a spring 60 whose lower end bears on a screw 61, which also serves to close the cylindrical passage 58.
Thus the piston presses by the force of a spring against the seat with a closing pressure equivalent to 350 g / cm2, for example, that the pump will have to overcome before an ejection of current can occur. When this pressure is exceeded, the piston 57 is lowered against the force of the spring until two spray slots 62 (Figure 1) are exposed, thereby admitting the fuel, finely "atomized" or under. form of vapor, in the current of air which rushes into the collector.
A passage which originates in the space of the passage 58 between the piston 57 and the screw 61 communicates with the top of the fuel tank, thereby transmitting the vapor pressure to said space below the piston 57. The vapor pressure in the passage ± ± is thus counterbalanced, thus eliminating a variable factor which, with certain fuels such as propane and butane, can reach 7 and 14 kg / cm2. By thus presenting to the pump only the differential pressure, shown in practice-
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m9r.f by the Prussian of the nozzle> the carburettor in question thus carries out 15 doaage to 'é3. liquid of fuels which normally occur at momentum g = z *, Jà (LP.g3s);
, which is the only exact way of the rest, and does not prevent it from being able to crimp also for other volatile fuels such as gasoline when necessary, all with one and the same device . In a system of this kind, the possibility of darstruc.ov by gas bubbles is excluded. In this connection, reference again is made to the flow 44 of
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Figure 2. There is here a small plunger .22 which can slide in a socket S ± t: out by being biased by a spring in the direction which moves it away from the passags 44.
The socket 55 is screwed into the body 10 so that the plunger
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6µ can? T!. "3 made to obstruct more or less the flow by turning the sleeve in a sen5 cu in 1> another Thus the forces acting on the membrane 12 to effect the aging, can be adjusted or controlled so as to answer n) impo: "t.6 which conditions of service, to allow an extremely precise calibration, and to take into account the calorific value of the different c9x; buz".: mt.so En cuira ;, and with a view to rendering the richer mixture at idle,
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the command linkage can be fitted with a cam which., in the slowed-down position, forces the plunger 5 to enter fully so as to obstruct Cç.InFI "':' 3merl." ':. passage M and thereby increasing the dosing force which would be aorwwl: snt, present in this position.
CLAIMS.
1.- Carburetor provided with a pressurized injection nozzle and control means for regulating the pressurized supply of fuels to said nozzle, characterized by the fact that these control means consist of a pair of valves located in the fuel inlet channel and arranged so as to be actuated respectively by the air stream
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in the intake d; la,:. Y-- of the carburetor, and by the fuel metering pressure as well c0TJlII'l3: 2deo