Procédé et appareil pour produire un mélange combustible et pour amener ce mélange à un moteur à combustion interne. La présente invention se rapporte à un procédé et un appareil pour produire un mé lange combustible et pour amener un tel mé lange à un moteur à, combustion interne.
Ce pro.cédéconsiste à entraîner de l'air et du combustible liquide pulvérise dans une conduite, allant jusqu'à l'admission dit mo teur, par l'aspiration exercée par le moteur, à chauffer le mélange de combustible et d'air sur son trajet jusqu'au moteur pour vaporiser le combustible, et à refroidir ensuite le mé lange et ,à réduire la proportion de combus tible dans ce mélange en y admettant de l'air additionnel préalablement ..à l'admission de ce mélange dans le moteur.
L'appareil suivant l'invention pour la réalisation du procédé défini ci-dessus, Com porte une conduite de mélange, consistant en -deux parties de sections transversales plus grande et plus faible, conduite dont la partie de section transversale plus faible comporte des orifices d'entrée d'air et de combustible et des moyens pour produire un mélange mé- eanique de ceux-ci, et pour le décharger dans la partie de section transversale plus grande, qui -comporte un orifice d'entrée -d'air indé pendant de l'embouchure de la partie .de sec tion transversale plus faible dans cette partie de section transversale plus grande,
et qui comprend également des moyens .pour accé lérer l'écoulement à travers la partie de sec tion transversale plus faible, des moyens étant également prévus pour chauffer le mé lange de combustible et d'air s'écoulant à travers la partie -de -conduite de section trans versale plus faible.
Au dessin ci-joint, donné à titre d'exemple La. fig. 1 est une vue schématique d'une forme d'exécution de l'appareil suivant l'in vention, qui est représentée comme étant montée sur le châssis d'une .automobile, dont les parties, y compris le moteur, sont indi quées de manière conventionnelle et princi palement seulement par leur contour en traits interrompus; La. fig. 2 .est une vue de détail en coupe, à échelle beaucoup plus grande, suivant la ligne 2-2 de la fig. 1; La fig. 3 est une vue en coupe suivant la ligne 3-3 de la fig. 2;
La fig. 4 est une vue de détail en coupe, à plus grande échelle, suivant la ligne-4-4 de la fig. 1; La fig. 5 est une vue de détail en plan, regardée vers le bas suivant la. ligne 5-5 de la. fig. 1; La fig. 6 est une vue en coupe, également à. plus grande échelle, suivant la ligne 6-6 de la fig. 1; La fig. 7 est une vue en coupe suivant la ligne 7-7 de la fig. 6;
La fig. 8 est une vue de détail, en coupe axiale, d'une variante d'un dispositif accélé rateur de l'écoulement d'air, pulvérisateur du combustible et mélangeur, qui peut être substitué au dispositif à deux tubes de Ven turi représenté à la fig. 2; La fig. 9 est une vue de détail en coupe, à plus grande échelle, -d'une partie -du dispo sitif représenté ù, la fig. 8.
Sur le dessin, le moteur à alimenter est représenté en A sur le châssis de l'automobile sur lequel est monté, dans la position habi tuelle à, l'arrière du véhicule, un réservoir principal d'alimentation d'essence B. C est une chambre à niveau constant, correspon dant à la chambre à flotteur du carburateur au point de vue de son utilisation en vue de maintenir un niveau constant de l'essence amenée, par écoulement sous l'action -de la pesanteur, à travers le conduit b, à partir du réservoir principal B, ce niveau étant con trôlé de la manière bien connue par le flot teur c -dans la @chambre C.
Le combustible liquide est .amené de la chambre à niveau constant C par les ajutages de décharge 1 et 2, qui sont disposés de manière à déboucher respectivement dans des tubes de Venturi, 3 et 4, disposés successivement -dans une :con duite de mélange combustible, 6, .conduite qui est d'abord dirigée horizontalement, dans le sens transversal du véhicule, sur la.
petite dis- tance nécessaire pour recevoir les deux tubes de Venturi, puis vers le haut sur une dis tance suffisante pour lui permettre d'être coudée vers l'avant pardessus l'essieu arrière et le carter -du ,différentiel du véhicule, puis, en suivant un trajet .approprié quelconque à côté des longerons du châssis, sensiblement horizontalement jusqu'en un point voisin du moteur et en avant du tablier du véhicule, où cette conduite est :
coudée vers le bas pour être raccordée au collecteur d'admission du moteur, ce qui est réalisé par la construction décrite plus en détail ci-après. La conduite 6 est ouverte pour permettre ,l'entrée -d'air, en avant des deux tubes de Venturi 3 :et 4, et elle est munie en cet endroit d'un registre d'étranglement ou papillon 9, dont on peut régler la position pour contrôler l'entrée d'air dans certaines circonstances, et pour certains buts.
On comprendra que l'aspiration du mo teur, produisant un écoulement d'air à tra vers la conduite 6 et à travers les deux tubes de Venturi 3 et 4 débouchant dans -celle-ci, en produisant une dépression ou réduction de pression à et dans le voisinage (les étrangle ments des tubes de Venturi, provoquera. l'é- léva.tion du combustible liquide à partir de la chambre à niveau constant:
C et sa<B>-dé-</B> charge par les ajutages 1 et \?, en produisant un mélange mécanique (lu combustible pul vérisé et de l'air, mélange qui sera. entraîné par .l'aspiration du moteur à travers le reste de la conduite 6, sans imposer à l'aspiration du moteur l'obligation (le devoir soulever ou maintenir soulevée une colonne de liquide.
au-delà de la hauteuir d'ascension qui est né cessaire pour la décharge du combustible li quide à travers les ajutages dans les tubes de Venturi, si la: condensation et le dépôt de la quantité de liquide pulvérisé contenue dans le mélange ne se produisent pas ou peuvent être empêchés. C'est le but de la construction représentée, que l'écoulement à travers la conduite 6, à partir des tubes de Venturi jus qu'au moteur, s'effectue à. une vitesse suffi samment grande pour tendre à empêcher le dépôt de liquide sur son trajet;
en outre de ce moyen pour empêcher la condensation et le dépôt de liquider, il est prévu, en un point convenable de la. longueur de la, conduite, dans sa partie horizontale, un dispositif pour chauffer le mélange en vue <B>de,</B> vaporiser le liquide déjà pulvérisé, qui est entraîné dans et par .le courant d'air. Dans -ce but, la con duite 6 est entourée d'une enveloppe ou chemise 10, raccordée par une conduite 11 .au collecteur d'éehaprpement du moteur, repré senté en a.
Le mélange combustible, avant son entrée dans le collecteur d'admission du moteur, exige une entrée d'air additionnel de mélange pour rendre le mélange propre à alimenter le moteur à d'autres moments que pendant la marche :à vide; dans ce but, la conduite 6, au-delà de sa sortie de l'enveloppe de réchauff'a'ge 10, est divisée en 6a en des branchements 6b, débouchant chacun dans un branchement 13 d'un conduit d'entrée d'air additionnel, 12.
conduit à travers lequel l'air est aspiré en passant à travers une soupape 14, fermée par un ressort, qui sera décrite plus en détail ci-après, et à travers ces bran chements 13, respectivement, clans le collec teur d'admission du moteur, ces branchements 13 -étant de préférence raccordés au collecteur d'admission clans le voisinage des soupapes d'admission des cylindres, chaque branche ment alimentant par exemple deux cylindres d'un moteur à quatre cylindres, comme re présenté dans la construction particulière figurée sur les dessins. .Dans chacun des branchements 13 de ce conduit d'entrée d'air additionnel, il est prévu un tube de Venturi 15, dans la partie étranglée duquel débouche le conduit de branchement 6b;
immédiatement au-delà de chaque tube de Venturi, est dis posé, dans chaque branchement 13, un pa pillon -ou registre .d'étranglement 15a, les deux papillons ou registres .d'étranglement étant montés sur un axe commun 16, qui est convenablement relié à un organe de com mande, pouvant être m.anoeuvré de façons à régler les positions de ces papillons suivant les différentes conditions de marche.
Comme on le voit, il existe une longue conduite, 6, pour le mélange initial de combustible et d'air, laquelle s'étend jusqu'au point .d'entré d'air additionnel, et les orifices d'entrée d'air et de combustible dans ladite conduite sont situés à une distance relativement grande du moteur; D'une manière générale, le fonctionne ment -de la construction décrite est le suivant:
"lors de la mise en marche du moteur, l'as piration produite à travers les branchements 13 -du conduit 12 d'entrée d'air additionnel, entraînant par aspiration l'air à travers ce conduit d'entrée à travers la soupape 14, ouverte en surmontant la résistance de son ressort, provoque une diminution de pression à l'embouchure de décharge de la conduite 6, et par suite provoque une aspiration. et un écoulement à une vitesse quelque peu plus grande à travers cette conduite; cet écoule- .
ment, en donnant lieu à une pression encore réduite et à une vitesse plus élevée .d'écou lement de l'air à l'endroit des tubes de Ven turi 3 et 4, exerce une aspiration sur les ajutages 1 et 2, en élevant l'essence à partir de la chambre à niveau .constant C et provo quant sa décharge par ces ajutages et sa pul vérisation et .son entra'î'nement dans le cou rant d'air vers le moteur.
Le combustible pulvérisé est vaporisé par la chaleur fournie par les gaz d'échappement à l'endroit de l'en veloppe 10, et est ainsi déchargé à l'endroit des tubes -de Venturi 15 dans les conduits de branchement 13 du conduit d'entrée d'air additionnel 12, à l'état définitif de vapeur; ce combustible, étant refroidi par le mélange d'air additionnel reçu à l'endroit (le sa dé charge à travers les tubes de Venturi 15, est admis dans les cylindres moteurs d'ans la meilleure .condition pour développer la puis sance maxima. par son allumage et son explo sion.
Il est bien connu que l'essence dont on dispose habituellement pour alimenter des moteurs à combustion interne, contient, des éléments présentant ales degrés différents de volatilité, certains de ces éléments constitu tifs étant si fortement volatils qu'ils sont complètement vaporisés pendant l'opération de simple mélange mécanique ou pulvérisa tion qui se produit à l'embouchure de dé charge de l'ajutage dans la conduite :
d'écou lement d'air pour son mélange avec l'air, tandis que d'autres éléments -constitutifs qui peuvent être pulvérisés- lors de la décharge- à partir des ajutages et par l'agitation qui se produit dans la. diffusion effectuée par l'écoulement d'air à vitesse élevée à travers la partie étranglée du tube .de Venturi, sont cependant susceptibles de se condenser à nou veau en globules ou gouttelettes de dimen sions appréciables. Ces éléments constitutifs plus lourds se trouvent dans la partie exté rieure du courant s'écoulant à travers la con duite de mélange 6,
et la condensation ou l'agglomération des particules du liquide pul vérisé en globules ou gouttelettes de dimen sions perceptibles se produit sur la paroi de la conduite, à partir de, laquelle le liquide est susceptible -cependant. d'être balayé et en traîné par le courant d'air s'écoulant conti- liuellement dans cette conduite.
Comme le degré de chaleur nécessaire pour vaporiser ces éléments constitutifs plus lourds du combus tible liquide est plus grand que celui néces saire pour vaporiser les éléments constitutifs plus légers, il est désirable que les éléments plus légers ne soient pas exposés 'a cette cha leur plus grande, étant donné que toute addi tion de chaleur au mélange combustible avant son allumage constitue une diminution de l'énergie cinétique qui sera, développée par l'allumage et l'explosion de ce mélange dans les cylindres. Pour éviter un tel surchauf- fage des éléments constitutifs les plus vola tils du combustible, tout en réchauffant les éléments constitutifs plus,
lourds d'une ma nière suffisante pour assurer leur vaporisa tion, il est prévu le dispositif suivant pour chauffer le mélange combustible, de façon à le vaporiser sur son trajet jusqu'au moteur (voir les fig. 6 et 7 des dessins).
La section 6x de la conduite 6, qui est entourée par l'enveloppe de réchauffage 10, est d'un diamètre suffisamment plus grand que la section précédant et la section suivant cette section 6x de la. conduite, pour per mettre de loger, à l'intérieur de cette section 6x, un manchon 6e. dont le diamètre intérieur est sensiblement celui des sections précédant et suivant la section 6x de la conduite 6; ce manchon comporte des saillies extérieures 6e, pour son centrage dans la. section élargie 6x de la :conduite, de manière à former un canal annulaire étroit 6d entre ce manchon et la paroi intérieure de la chambre 6x;
ce canal annulaire débouche à ses deux extrémités dans la conduite 6, la section 6x étant reliée aux sections de conduite qui la. précèdent et la suivent par des raccords tubulaires 6Ï. L'enveloppe 10, entourant cette section élar gie 6x de la conduite, fait due les- éléments constitutifs plus lourds du combustible li quide, qui se sont déposés jusqu'à un certain degré sur la surface intérieure de la conduite 6 et qui s'écouleront. à travers le canal annu laire étroit 6d, seront directement et spéciale ment chauffés par les gaz d'échappement. s'é coulant à travers l'enveloppe. do sorte que ces éléments constitutifs plus lourds seront vaporisés pendant leur passage à travers ce :
canal annulaire, dans cette partie de leur trajet vers le moteur. Les vapeurs ainsi for mées et occupant ce canal annulaire servent comme isolant partiel pour les éléments cons titutifs plus volatil: du combustible, qui s'é couleront à travers l'alésage du manchon, et ces éléments.
plus volatils seront ainsi pro tégés contre un sur.cha.uffage ou chauffage, non nécessaire par les gaz d'échappement, Il en résulte qu'au lieu que le mélange coiu- bustible tout entier soit chauffé jusqu'à un degré suffisant pour vaporiser les éléments constitutifs plus lourd, seuls ces éléments constitutifs plus lourds seront portés à cette température, et. la, température moyenne (le tout. le mélange sera plus faible que si tout:
ce mélange avait subi ce réchauffage; les éléments constitutifs plus lourds, qui se sont éventuellement condensés dans 1o; partie de la conduite comprise entre leur mélange avec l'air et l'enveloppe de réchauffage, sont ainsi vaporisés à. nouveau, par un chauffage four nissant les calories nécessaires pour cette va porisation, sans agir sensiblement sur les élé ments constitutifs plus volatils.
' Il est bien connu que lors de la. mise en marche du moteur et pendant la marche à vide, il est désirable de disposer d'un mélange combustible plus riche que lorsqu'on marche à une vitesse plus grande ou en charge, et il est désirable que cette variation dans la com position du mélange combustible soit auto matique et n'exige pas l'attention de l'opéra teur ainsi que des connaissances particulières de celui-ci, pour effectuer le passage d'un mélange riche à un mélange pauvre et d'un mélange pauvre à un mélange riche suivant les variations de conditions de fonctionne ment.
Une telle variation automatique dans la composition du mélange combustible est effectuée, dans la construction représentée, au moyen des deux tubes de Venturi 3 et 4, recevant le combustible liquide à travers des ajutages distincts et indépendants 1 et 2, comme représenté à la fig. 2. La différence de profil entre les tubes de Venturi et la po sition différente des ajutages à combustible liquide par rapport à ces tubes de Venturi constituent les moyens pour faire varier la richesse du mélange combustible pour des conditions de marche différentes.
Une première différence d'action est ob tenue en disposant les orifices de décharge @du,combustible liquide à travers les ajutages 1 et 2 dans les deux tubes de Venturi en des points de ces tubes de Venturi, qui sont situés dans des positions différentes par rap port aux zones de dépression des tubes de Venturi. Ainsi, l'ajutage 1, qui .débouche dans le tube de Venturi 3, est situé au point de dépression maxima ou de vide partiel maximum -dans ce tube de Venturi pour une vitesse déterminée d'écoulement -de l'air cor respondant à une vitesse déterminée de marche du moteur, cette zone se trouvant.
comme il est bien connu, un peu au-delà du point d e plus grand étranglement du tube de Venturi; au contraire, l'orifice de décharge de l'ajutage 2 dans le tube de Venturi 4 est situé dans ce tube de Venturi en un point situé plus en avant, où la dépression, résul tant clé la vitesse de marche du moteur qui provoque la plus forte dépression -à l'endrot de l'ajutage 1, est plus faible qu'à l'endroit cle cet ajutage 1-, mais ce point situé plus en avant est le point de dépression maxima résultant d'une vitesse déterminée de marche plus élevée et par conséquent d'une vitesse d'écoulement d'air plus grande.
En outre de ce moyen pour obtenir des différences dans l'aptitude d'un même 6cou- lement d'air à produire un écoulement de combustible liquide à travers les ajutages, ou ou lieu de ce moyen., une' telle différence d'action peut être obtenue en différenciant le profil des tubes de Venturi en coupe axiale, comme on peut le voir en comparant les tubes de Venturi 3 et 4, le premier étant plus étranglé que le dernier.
Ces deux moyens pour l'obtention de dif férences d'action entre les tubes de Venturi et les ajutages correspondants pour le com bustible liquide, par rapport. à l'aptitude d'un écoulement d'air à travers les tubes de Ven turi à produire l'écoulement de combustible par les ajutages raccordés à ces tubes de Ven turi, sont représentés à titre d'exemple dans la construction de la fig. 2.
Dans le tube de Venturi 3, comportant le plus fort étrangle ment, l'ajutage à combustible liquide 1 dé bouche le plus près du plan transversal de cet étranglement et au point de dépression la plus forte pour une vitesse déterminée de marche du moteur, tandis que dans le- tube de Venturi 4, qui est moins étranglé, ce qui a pour résultat de provoquer une vitesse plus faible d'écoulement de l'air à travers celui- ci, l'ajutage 2 est disposé de manière à dé boucher en un point situé plus en .avant dans le tube de Venturi, où la dépression est plus faible qu'en un point plus voisin de l'étrangle ment.
L'importance de cette différence @d'-a@è- tion des moyens agissant sur la décharge de combustible liquide dans les deux tubes de Venturi, résulte du fait qu'avec des- propor tions données des tubes de Venturi et une position relative donnée .de l'orifice de dé charge du combustible liquide par rapport à l'étranglement du tube de Venturi, comme par exemple les proportions et les positions relatives représentées pour le tube de Venturi 3,- l'écoulement de .combustible augmente avec l'aspiration qui provoque l'écoulement d'air, par conséquent avec la vitesse de marche du moteur et le degré d'ôuvertüre du papillon ou registre d'étranglement,
jusqu'à un certain degré, où le frottement de l'air sur les parois à l'endroit de l'étranglement :du tube de Ven- turi agit en sens opposé et empêche ou réduit, finalement jusqu'à un degré négligeable, un nouvel accroissement de l'écoulement du com bustible.
Plus l'étranglement du tube de Ven turi sera. faible, et plus le point où se trouve l'embouchure de l'ajutage ou orifice de dé charge du combustible sera. avancé au-delà de l'étranglement du tube -de Venturi, plus grande pourra être la. vitesse d'écoulement de l'air due à la vitesse de marche du moteur et à l'ouverture du papillon, sans dépasser le point pour lequel un accroissement de la vitesse d'écoulement de l'air cesse de produire un accroissement de l'écoulement du combus tible.
Si un seul orifice de décharge de com bustible liquide est prévu dans un seul tube de Venturi, des proportions et des positions relatives données de l'orifice de décharge du combustible par rapport à l'étranglement du tube de Venturi ne permettront de propor tionner convenablement- le mélange combus tible que dans des limites déterminées de la vitesse de marche du moteur et de l'ouverture du papillon;
au contraire, en utilisant deux orifices de décharge du combustible, présen tant des différences d'action au point de vue de leur aptitude à. provoquer, par l'écoule ment de l'air, l'écoulement du combustible liquide, il est possible de les différencier de telle manière que lorsque la vitesse d'écoule ment de l'air, due à la.
vitesse de marche du moteur et à l'ouverture du papillon, dépasse la, limite pour laquelle l'un des tubes de Ven turi et l'ajutage à combustible liquide corres pondant cessent d'assurer un écoulement pro portionnel du combustible liquide, on atteint le champ de proportionnalité de l'autre tube de Venturi et de l'autre ajutage, avec un certain chevauchement dans la diminution de proportionnalité assurée par le premier tube de Venturi et dans l'accroissement de propor tionnalité assurée par le second tube de Ven turi; de cette .manière, le maintien de pro portions convenables d'air et de combustible dans le mélange combustible est réalisé auto matiquement dans de larges limites de la. vi tesse de marche du moteur et de l'ouverture du papillon;
et, par une différenciation con venable de la position des deux orifices de décharge du combustible. on peut obtenir, dans tout le champ compris entre la vitesse de marche à vide du moteur jusqu'à la vitesse maxima en charge, une proportionnalité con venable du mélange combustible, Les fig. 8 et 9 représentent une variante du dispositif accélérateur de l'écoulement de l'air, pulvérisateur du combustible et.
mélan geur, forme de réalisation qui peut être substituée au dispositif à deux tubes de Ven turi et à deux ajutagës, tel .que représenté à la fig. 2, avec des résultats complètement semblables en ce qui concerne son adaptation automatique au point de vue .clé la richesse du mélange combustible dans clés conditions de travail variables, telles que<B>la,</B> marelle à vide du moteur ou sa marche à. des vitesses différentes et sous des .charges différentes.
Dans cette variante, il existe un seul tube de Venturi, 40, et un seul ajutage d'injection clé combustible, 41, faisant saillie dans le tube de Venturi du côté de l'entrée de l'é tranglement de ce tube de Venturi, cet aju- tage étant disposé suivant une certaine in Llinaison, obliquement par rapport à. la direc tion d'écoulement de l'air entrant dans le tube de Venturi. L'ajutage se termine et comporte un orifice de décharge d'extrémité.
4..1a, en un point situé sensiblement dans l'axe du tube de Venturi, à une faible distance en avant de l'étranglement de ce tube; l'ajutage comprend également un second orifice de dé charge 41b, latéral par rapport à. cet ajutage et situé à l'endroit de la surface intérieure du tube -de Venturi dans le plan de l'étrangle ment de celui-ci.
Avec cette forme et cette disposition du tube de Venturi et de l'ajutage, dans des conditions produisant une faible aspiration, par exemple avec le papillon presque fermé et le moteur marchant à vide, le point de êé- pression maxima et par conséquent d'aspira- tion maxima pour l'entraînement du com bustible liquide à partir de l'ajutage se trouve à l'endroit de l'étranglement du tube de Ven turi et par conséquent à l'endroit de l'orifice latéral 41b de l'ajutage.
La dépression en ce point, dans les conditions spécifiées, étant plus grande qu'à l'orifice de décharge d'ex trémité 41a, non seulement le combustible li quide sera entraîné par aspiration hors de l'a- juta.ge et dans la conduite de mélange à l'en droit de l'orifice 41b, mais de l'air sera égale ment entraîné par aspiration dans l'ajutage à travers l'orifice d'extrémité 41a et sera mé langé avec le combustible liquide sortant par l'orifice 41b, en produisant ainsi un mélange initial d'air et de combustible au point:
de décharge .du liquide dans la conduite de mé lange, de l'air additionnel entrant naturelle ment aussi à travers l'étranglement du tube de Venturi et rendant le mélange approprié pour la marche -du moteur à vide. Lorsque le papillon est ouvert et que le moteur marche à une vitesse plus grande en charge, la dé pression à l'endroit de l'orifice de décharge 41a à l'extrémité de l'ajutage sera telle, par rapport à la dépression s'exerçant à l'endroit de l'orifice latéral de décharge 41b, que le combustible liquide sera déchargé en ces deux points,
pour être mélangé avec l'air entraîné par aspiration à travers l'étranglement du tube de Venturi. Le fonctionnement de cette forme de réalisation du dispositif est par con séquent complètement semblable à celui du dispositif à deux tubes de Venturi et à deux ajutages, représenté à la fig. 2. C'est-à-dire que le.
mélange combustible est automatique ment adapté aux conditions' de marche, en raison de l'aptitude différente du tube de Venturi, en coopération avec l'ajutage, à en traîner -les proportions différentes d'air et de combustible en ces deux points, où sont situés les orifices de décharge de l'ajutage, pour des vitesses d'écoulement d'air diffé rentes résultant des vitesses différentes de marche du moteur et des ouvertures diffé rentes du papillon.
On comprendra que les parties,- telles que décrites ci-dessus, à, savoir les tubes de Ven- turi et les ajutages débouchant dans ceux-ci ont des dimensions telles que le mélange .combustible sortant du second tube de Ven turi, bien- qu'il soit approprié aux conditions de marche à vide, sera trop riche pour assu rer le rendement maximum .dans les condi tions d'ouverture complète du papillon et par conséquent de vitesse élevée de marche du moteur en charge, et que de l'air additionnel sera admis dans ce mélange trop riche à l'en droit .du conduit d'entrée d'air 12, clans le voisinage du moteur, et que cet air addition nel,
qui remplit le double rôle de diluer con venablement le mélange jusqu'au degré assu rant le rendement maximum, et aussi de le refroidir jusqu'au degré assurant le rende ment maximum, doit être introduit aussi près que possible des soupapes d'admission des différents cylindres.
On comprendra égale ment que l'introduction finale d'air addition nel de mélange, destiné à rendre le. mélange combustible propre à assurer le rendement maximum dans les, conditions de vitesse et de charge, se produisant seulement lorsque l'as piration du moteur est suffisante pour ouvrir la soupape 1.4 en surmontant le ressort de rappel de celle-ci, cet air additionnel ne sera pas introduit lorsque le moteur marche à vide, et que la quantité d'air, qui sera intro duite pour une vitesse donnée en charge, sera en général proportionnelle à l'aspiration qui résulte de la vitesse du moteur et du degré d'ouverture du papillon.
La soupape d'intro duction .d'air, 14, @av.ec son ressort de rappel s'opposant à son ouverture, ont pour rôle d'assurer cette entrée proportionnelle d'air additionnel.
Comme les conditions, telles que la nature de la route, la charge et la vitesse désirée du véhicule, peuvent exiger un mé lange d'air différent à des moments différents alors que 1a vitesse de marche du moteur et le degré icl'ouverture du papillon sont les mêmes, il est désirable que la résistance du ressort à l'ouverture de -la soupape 14 soit variable, soit à la volonté du conducteur, soit automatiquement par sa liai son avec un organe quelconque,
dont le mou vement ou la position correspond aux côndi- tion-sî suivant lesquelles l'entrée d'air addi tionnel à travers la soupape doit être modi fiée. De même, en l'absence d'une disposition contraire, dans le cas d'une soupape appli quée sur son siège par un ressort, lorsque le moteur marche à. grande vitesse de telle sorte que l'aspiration agisse avec un effort brusque sur la soupape, l'inertie de la soupape et des organes s e déplaçant avec celle-ci oblige-la soupape à s'ouvrir plus fortement, en ban dant ainsi le ressort plus fortement que celui- ci le serait pour la.
même aspiration si le mo teur marchait plus lentement. Cette varia tion dans l'entrée d'air, due à. l'ouverture de la. soupape plus forte sous une aspiration brusque que sous une aspiration graduelle, étant hors de proportion avec les besoins en air pour les différentes vitesses de marche du moteur, il est désirable de l'empêcher de se produire.
En raison de ces .deux .considérations, à savoir l'avantage de pouvoir modifier la ten sion du ressort appliquant sur son siège la ,soupape d'entrée d'air, et l'avantage d'éviter une variation dans le degré d'ouverture de la soupape par suité de différences dans l'action brusque de l'aspiration, cette soupape d'en trée d'air additionnel est de préférence mon tée et construite comme il sera .décrit ci-après.
Cette soupape 14 est une soupape à piston tiroir, de forme cylindrique et dont le siège est constitué par un manchon 20, suspendu ou supporté à son extrémité supérieure par l'enveloppe cylindrique 22, dont l'extrémité inférieure est raccordée de façon à déboucher clans la conduite d'entrée d'air 12. Une pièce 4upérieure amovible 23 de cette enveloppe 22 comporte, au-dessus du point où le manchon 20 est monté, des ouvertures 22a et est munie extérieurement d'un manchon 24, compor tant des ouvertures correspondantes et qui peut recevoir un mouvement de rotation pour amener plus ou moins en regard l'une de l'autre ces ouvertures et pour obturer ces ou vertures, de façon à. faire varier la quantité totale d'air entrant dans l'enveloppe 22.
La tige 25 de ce piston-tiroir 14 est creuse sui- vant son axe, pour être guidée à coulisse le long d'une tige 26, qui s'étend à l'intérieur de la tige du piston-tiroir, 25, et qui se pro longe également à, travers et est guidée dans le couvercle ou chapeau 28, qui ferme l'en veloppe 22 à son extrémité supérieure. La tige 25, creuse suivant son axe, comporte sur une certaine partie de sa. longueur, à l'inté rieur de l'enveloppe 22, .des coulisses 25a, et un goujon 27, engagé à travers ces coulisses diamétralement opposées, passe à travers la tige 26 de sorte que ce goujon est fixe par rapport. à la. tige 26 et peut se déplacer dans les coulisses 25a, lors du mouvement coulis sant de la tige 25 du piston-tiroir et de la tige de guidage 26.
La tige 26, se prolon geant comme mentionné ci-dessus à travers le couvercle 28, comporte, extérieurement au couvercle, une partie élargie ou tête 26b, bu tant sur la face supérieure du couvercle. La. tige 25 du piston-tiroir comporte, à son extré mité supérieure, un rebord circulaire 25b, faisant saillie vers l'extérieur, en forme de piston (ce piston étant désigné ci-après comme étant le piston amortisseur); un ressort 29, enroulé autour de la tige 25, prend appui par son extrémité supérieure contre ce rebord 25b et à son extrémité inférieure contre le goujon 27, ou contre une mince rondelle 30, qui peut être disposée au-dessus du goujon en entou rant la tige 25.
Le ressort 29 est ainsi dis posé de manière à s'opposer élastiquement au déplacement du piston-tiroir 14 vers l'inté rieur, sous l'effort d'aspiration du moteur. Dans la position clans laquelle le ressort 29 tend à maintenir cette soupape, comme repré senté en traits pleins à la. fig. 4, cette sou pape obture les orifices 20a dans le siège cy- lindi^ique constitué par le manchon 20;
lors qu'elle est ramenée en arrière d'une faible distance à l'intérieur du manchon par l'aspi ration. cette soupape découvre ces orifices 20a à partir de leur extrémité supérieure vers le bas, suivant le degré du mouvement pro voqué par l'aspiration, en surmontant la. ré sistance du ressort 29. L'air, trouvant ainsi accès à travers l'extrémité supérieure du man chon et les orifices 20a, au-dessus du piston- tiroir 14 ainsi abaissé passe à travers ces ori fices dans l'espace annulaire compris entre le manchon 20 et la. paroi de l'enveloppe 22, et s'écoule vers le bas autour de l'extrémité .de ce manchon jusque dans le conduit d'entrée d'air 12.
Les orifices 20a sont étroits rela tivement à la périphérie totale de le soupape 14, c'est-à-dire -relativement à l'étendue du siège de la soupape,- transversalement par rapport à la direction de son mouvement d'ouverture, de telle sorte que, comparative ment à- une soupape à. disque ou à une sou pape d'une forme quelconque s'ouvrant sur toute sa périphérie, le degré de mouvement que la soupape doit effectuer pour provoquer une ouverture maxima est relativement grand. Comme représenté, les orifices-20a oc cupent environ la moitié de la circonférence de la soupape et de son siège sur le manchon 20.
Ce manchon 20, comme mentionné, est relié à son extrémité supérieure à l'enveloppe 22; en réalité, -pour la. facilité du montage, ce manchon 20 est fait d'une seule pièce avec la partie supérieure amovible 23 de l'enve loppe, comportant les orifices d'entrée d'air, qui sont réglés par le manchon extérieur ou registre 24; la partie supérieure, située nu dessus de la zone des ouvertures de cette pièce supérieure 23, constitue un amortisseur;
le rebord 25b, en forme de piston, mentionné ci-desisus,comm:e servant d'aprpui pour l'extré mité supérieure du ressort 29, s'étend en ré alité sur tout le diamètre intérieur de ce cy- linidre amortisseur, de sorte qu'il constitue le piston amortisseur.
Le chapeau ou :couvercle vissé 28 comporte .dans son épaisseur un trou d'air 28c, et on peut, soit construire le piston amortisseur 25b en ménageant, entre ce pis ton et la chambre ou cylindre amortisseur, un jeu, simplement suffisant pour permettre une fuite d'air en quantité limitée autour de ce .piston, ou bien encore on peut munir ce piston d'un dispositif réglable d'évacuation d'air, comme représenté; ce dispositif consiste en un trou taraudé, comme représenté en 28b, dans lequel est vissée, de l'intérieur, une vis 32 qui ne s'adapte pas de manière étanche dans son logement;
un bossage 2 & -est mé- nagé, de préférence, faisant saillie vers l'in térieur sur le piston amortisseur 25b, bossage à travers lequel le trou taraudé 28b peut être d'une longueur relativement considérable pour permettre à la vis 32, quoique ne s'adaptant pas de manière étanche dans ce trou, de con trôler cependant de façon précise l'écoulement de l'air à travers ce trou et de permettre une fuite d'air à .un degré plus ou moins grand, suivant que la vis est vissée dans une partie plus ou moins grande de la longueur du trou taraudé.
On .comprendra par 'la description :ci- dessus que le trajet :de l'air, admis à travers la soupape 14, s'effectue -d'abord à travers les ouvertures d'entrée 'd'air 22a jusqu'au degré où celles-ci sont ouvertes par le ré glage en position du manchon 24 formant re gistre, puis vers le bas à travers le siège 20 de la soupape à piston-tiroir, à travers les ouvertures 20a, à l'extérieur .de ce manëhon 20 et au-delà de l'extrémité' inférieure de celui-ci,
puis à travers le conduit d'entrée clair 12 dans les -branchements 13, 13. On comprendra également que pendant le mou vement coulissant de la soupape 14, :
dû à l'as piration du moteur et agissant en surmon tant la résistance du ressort 29, le piston amortisseur constitué par le rebord 25b tend à produire un vide partiel derrière lui, c'est- à-dire entre lui-même et-le couvercle-28, vide qui est réglé par le degré de fuite -d'air qui peut se produire autour de la vis -32 ainsi qu'à travers le trou. d'air 28c, étant donné que cette fuite d'air est faible, le :
dispositif de piston amortisseur retardera très sensi blement le mouvement de l'ouverture de la soupape 14 à piston-tiroir, sous l'effet de l'aspiration du moteur. On comprendra éga lement que lorsque .ce mouvement retardé a été provoqué et lorsque le piston .amortisseur a été écarté du fond supérieur de la.
.chambre ou cylindre amortisseur, l'air .a, pénétré à travers le .trou d'air 28e et oiccup.e l'es, parce que vient -de quitter le piston amortis- leur, le mouvement de retour ou d'application de' la soupape sur son siège sera retardé de façon corresp:ondante, par la nécessité :où se trouve le piston ,amortisseur de refouler cet air à travers ce trou d'air 28e de dimensions limitées et à travers la vis 32 s'adaptant avec jeu dans le trou 28b;
ce retard dans les deux directions du mouvement de la soupape est le but que se propose la, construction décrite.
A method and apparatus for producing a combustible mixture and for supplying this mixture to an internal combustion engine. The present invention relates to a method and apparatus for producing a combustible mixture and for supplying such a mixture to an internal combustion engine.
This process consists in entraining air and liquid fuel sprayed in a pipe, going as far as the so-called engine intake, by the suction exerted by the engine, in heating the mixture of fuel and air on its journey to the engine to vaporize the fuel, and then to cool the mixture and to reduce the proportion of fuel in this mixture by admitting additional air therein prior to the admission of this mixture into the engine.
The apparatus according to the invention for carrying out the method defined above, Com carries a mixing pipe, consisting of -two parts of larger and smaller cross sections, pipe of which the part of smaller cross section has orifices. air and fuel inlet and means for producing a mechanical mixture thereof, and for discharging it into the portion of larger cross-section, which has an independent air inlet port hanging from the mouth of the weaker cross section part in this larger cross section part,
and which also comprises means for accelerating the flow through the portion of lower cross-section, means also being provided for heating the mixture of fuel and air flowing through the portion -of - weaker cross-section pipe.
In the accompanying drawing, given by way of example in FIG. 1 is a schematic view of an embodiment of the apparatus according to the invention, which is shown as being mounted on the chassis of an automobile, the parts of which, including the engine, are indicated as conventional manner and mainly only by their outline in broken lines; Fig. 2. Is a detailed sectional view, on a much larger scale, taken along line 2-2 of FIG. 1; Fig. 3 is a sectional view taken along line 3-3 of FIG. 2;
Fig. 4 is a detailed sectional view, on a larger scale, taken on line 4-4 of FIG. 1; Fig. 5 is a detail plan view, looked down along the. line 5-5 of the. fig. 1; Fig. 6 is a sectional view, also at. larger scale, along line 6-6 of fig. 1; Fig. 7 is a sectional view taken along line 7-7 of FIG. 6;
Fig. 8 is a detailed view, in axial section, of a variant of an air flow accelerator, fuel atomizer and mixer device, which can be substituted for the Ven turi two-tube device shown in fig. 2; Fig. 9 is a detailed sectional view, on a larger scale, of a part of the device shown ù, FIG. 8.
In the drawing, the engine to be supplied is shown at A on the automobile chassis on which is mounted, in the usual position at the rear of the vehicle, a main fuel supply tank B. C is a constant level chamber, corresponding to the float chamber of the carburettor from the point of view of its use for maintaining a constant level of the gasoline supplied, by flow under the action of gravity, through the duct b, from the main tank B, this level being controlled in the well-known manner by the float c - in the chamber C.
The liquid fuel is brought from the chamber at constant level C by the discharge nozzles 1 and 2, which are arranged so as to open out into Venturi tubes, 3 and 4, respectively, arranged successively in a: mixing pipe fuel, 6, .conduite which is first directed horizontally, in the transverse direction of the vehicle, on the.
small distance necessary to receive the two Venturi tubes, then upwards to a sufficient distance to allow it to be bent forward over the rear axle and the crankcase, vehicle differential, then, by following any suitable path alongside the chassis side members, substantially horizontally to a point near the engine and in front of the vehicle apron, where this line is:
angled down to be connected to the engine intake manifold, which is achieved by the construction described in more detail below. The pipe 6 is open to allow the entry of air, in front of the two Venturi tubes 3: and 4, and it is provided in this place with a throttle or butterfly register 9, which can be adjusted. the position to control the air inlet in certain circumstances, and for certain purposes.
It will be understood that the suction of the motor, producing a flow of air through the line 6 and through the two Venturi tubes 3 and 4 opening into the latter, producing a vacuum or pressure reduction at and in the vicinity (the constrictions of the Venturi tubes, will cause the liquid fuel to rise from the constant level chamber:
C and its <B> -d- </B> charge by nozzles 1 and \?, Producing a mechanical mixture (the pulverized fuel and air, mixture which will be. Entrained by the suction of the engine through the rest of pipe 6, without imposing on the engine suction the obligation (the duty to lift or keep raised a column of liquid.
beyond the height of ascent which is necessary for the discharge of the liquid fuel through the nozzles in the Venturi tubes, if the: condensation and the deposition of the quantity of atomized liquid contained in the mixture does not occur not or can be prevented. It is the purpose of the construction shown, that the flow through line 6, from the Venturi tubes to the engine, takes place. a speed sufficiently high to tend to prevent the deposition of liquid in its path;
in addition to this means for preventing condensation and the deposit from liquidating, it is provided at a suitable point in the. length of the pipe, in its horizontal part, a device for heating the mixture with a view <B> of, </B> vaporizing the liquid already sprayed, which is entrained in and by the air stream. For -this purpose, the duct 6 is surrounded by a casing or jacket 10, connected by a pipe 11. To the engine exhaust manifold, shown in a.
The combustible mixture, before entering the engine intake manifold, requires an additional intake of mixture air to make the mixture suitable for supplying the engine at times other than during operation: empty; for this purpose, the pipe 6, beyond its exit from the heating jacket 10, is divided into 6a into branches 6b, each opening into a branch 13 of an inlet duct of additional air, 12.
duct through which air is sucked in passing through a valve 14, closed by a spring, which will be described in more detail below, and through these connections 13, respectively, in the intake manifold of the engine, these connections 13 -being preferably connected to the intake manifold in the vicinity of the cylinder intake valves, each branch ment feeding for example two cylinders of a four-cylinder engine, as shown in the particular construction shown on the drawings. .In each of the connections 13 of this additional air inlet duct, a Venturi tube 15 is provided, in the constricted part of which the connection duct 6b opens;
immediately beyond each Venturi tube, is placed in each branch 13, a throttle valve or throttle register 15a, the two throttle valves or registers being mounted on a common axis 16, which is suitably connected to a control member, which can be maneuvered so as to adjust the positions of these butterflies according to the various operating conditions.
As can be seen, there is a long duct, 6, for the initial mixture of fuel and air, which extends to the point of additional air inlet, and the air inlet ports and fuel in said line are located a relatively large distance from the engine; In general, the operation of the construction described is as follows:
"when the engine is started, the aspiration produced through the connections 13 of the additional air inlet duct 12, drawing the air through this inlet duct by suction through the valve 14 , opened by overcoming the resistance of its spring, causes a decrease in pressure at the discharge mouth of the pipe 6, and consequently causes a suction. and a flow at a somewhat greater speed through this pipe; this flow -.
ment, giving rise to a further reduced pressure and a higher air flow velocity at the location of the Ven turi tubes 3 and 4, exerts a suction on the nozzles 1 and 2, raising gasoline from the level chamber .constant C and causing its discharge through these nozzles and its pulverization and .its entrainment in the air flow to the engine.
The pulverized fuel is vaporized by the heat supplied by the exhaust gases at the location of the casing 10, and is thus discharged at the location of the Venturi tubes 15 in the branch ducts 13 of the exhaust duct. additional air inlet 12, in the final vapor state; this fuel, being cooled by the additional air mixture received at the location (its discharge through the Venturi tubes 15, is admitted into the engine cylinders in the best condition for developing the maximum power. by its ignition and its operation.
It is well known that the gasoline which is customarily available for fueling internal combustion engines contains elements exhibiting different degrees of volatility, some of these constituent elements being so highly volatile that they are completely vaporized during the process. simple mechanical mixing or spraying operation which occurs at the discharge mouth of the nozzle in the pipe:
flow of air for its mixture with the air, while other elements -constitutive which can be atomized- during the discharge- from the nozzles and by the agitation which occurs in the. diffusion effected by the high velocity air flow through the constricted portion of the Venturi tube, however, are liable to condense again into globules or droplets of appreciable size. These heavier components are found in the outer part of the stream flowing through the mixing pipe 6,
and the condensation or agglomeration of the particles of the pulverized liquid into globules or droplets of noticeable dimensions occurs on the wall of the pipe, from which the liquid is susceptible, however. to be swept and dragged by the current of air flowing continuously in this duct.
Since the degree of heat required to vaporize these heavier components of the liquid fuel is greater than that required to vaporize the lighter components, it is desirable that the lighter components are not exposed to this more heat. large, given that any addition of heat to the combustible mixture before its ignition constitutes a decrease in the kinetic energy which will be developed by the ignition and explosion of this mixture in the cylinders. To avoid such overheating of the more volatile components of the fuel, while heating the more components,
heavy enough to ensure their vaporization, the following device is provided for heating the combustible mixture, so as to vaporize it on its path to the engine (see Figs. 6 and 7 of the drawings).
The section 6x of the pipe 6, which is surrounded by the heating jacket 10, is of a sufficiently larger diameter than the section preceding and the section following this section 6x of the. pipe, to allow to accommodate, inside this 6x section, a 6th sleeve. the internal diameter of which is substantially that of the sections preceding and following section 6x of the pipe 6; this sleeve has 6th outer projections, for its centering in the. widened section 6x of the: pipe, so as to form a narrow annular channel 6d between this sleeve and the inner wall of the chamber 6x;
this annular channel opens at its two ends into the pipe 6, the section 6x being connected to the pipe sections which the. precede and follow it by tubular connectors 6Ï. The casing 10, surrounding this 6x widened section of the pipe, makes up the heavier constituent elements of the liquid fuel, which are deposited to a certain degree on the inner surface of the pipe 6 and which s' will flow. through the narrow annular duct 6d, will be directly and specially heated by the exhaust gases. flowing through the envelope. so that these heavier building blocks will vaporize as they pass through this:
annular channel, in this part of their path to the engine. The vapors thus formed and occupying this annular channel serve as a partial insulator for the more volatile constituent elements: fuel, which will flow through the bore of the sleeve, and these elements.
more volatile will thus be protected against overheating or heating, not required by the exhaust gases. As a result, instead of the entire combustible mixture being heated to a sufficient degree to vaporize the heavier constituent elements, only these heavier constituent elements will be brought to this temperature, and. the, medium temperature (the whole. the mixture will be lower than if all:
this mixture had undergone this reheating; the heavier constituent elements, which eventually condensed in 1o; part of the pipe between their mixture with air and the heating jacket, are thus vaporized to. again, by furnace heating providing the calories necessary for this va porization, without acting appreciably on the more volatile constituent elements.
'It is well known that during the. when starting the engine and during idling, it is desirable to have a richer fuel mixture than when running at higher speed or under load, and it is desirable that this variation in fuel mixture is automatic and does not require the operator's attention or special knowledge of the operator to effect the change from a rich mixture to a lean mixture and from a lean mixture to a mixture rich according to variations in operating conditions.
Such an automatic variation in the composition of the fuel mixture is effected, in the construction shown, by means of the two Venturi tubes 3 and 4, receiving the liquid fuel through separate and independent nozzles 1 and 2, as shown in FIG. 2. The difference in profile between the Venturi tubes and the different position of the liquid fuel nozzles with respect to these Venturi tubes constitute the means for varying the richness of the fuel mixture for different operating conditions.
A first difference of action is obtained by arranging the discharge orifices @ of the liquid fuel through the nozzles 1 and 2 in the two Venturi tubes at points of these Venturi tubes, which are situated in different positions by report to the vacuum zones of the Venturi tubes. Thus, the nozzle 1, which opens into the Venturi tube 3, is located at the point of maximum depression or maximum partial vacuum - in this Venturi tube for a determined flow speed - of the air corresponding to a determined engine speed, this zone being.
as is well known, a little beyond the point of greatest throttling of the Venturi tube; on the contrary, the discharge orifice of the nozzle 2 in the Venturi tube 4 is located in this Venturi tube at a point situated further forward, where the vacuum, key results in the running speed of the engine which causes the higher depression - at the end of nozzle 1, is lower than at the key location of this nozzle 1-, but this point located further forward is the point of maximum depression resulting from a determined running speed higher and therefore a higher air flow speed.
In addition to this means for obtaining differences in the ability of a same air flow to produce a flow of liquid fuel through the nozzles, or or location thereof, such a difference in action. can be obtained by differentiating the profile of the Venturi tubes in axial section, as can be seen by comparing the Venturi tubes 3 and 4, the former being more constricted than the latter.
These two means for obtaining dif ferences of action between the Venturi tubes and the corresponding nozzles for the liquid fuel, compared. the ability of air flow through the Ven turi tubes to produce the flow of fuel through the nozzles connected to these Ven turi tubes are exemplified in the construction of fig. 2.
In the Venturi tube 3, comprising the strongest throttling, the liquid fuel nozzle 1 is closed closest to the transverse plane of this throttling and at the point of greatest depression for a determined engine running speed, while that in the Venturi tube 4, which is less constricted, which results in causing a slower rate of air flow through it, the nozzle 2 is arranged so as to unclog in a point located further forward in the Venturi tube, where the depression is lower than at a point closer to the throttle.
The importance of this difference in the means acting on the discharge of liquid fuel in the two Venturi tubes results from the fact that with given proportions of the Venturi tubes and a relative position given .of the discharge port of the liquid fuel with respect to the constriction of the Venturi tube, such as for example the proportions and the relative positions represented for the Venturi tube 3, - the flow of fuel increases with l suction which causes the air flow, consequently with the running speed of the engine and the degree of opening of the throttle or throttle register,
up to a certain degree, where the friction of the air on the walls at the place of the constriction: of the Ven- turi tube acts in the opposite direction and prevents or reduces, finally to a negligible degree, a further increase in fuel flow.
The more the throttle of the tube of Ven turi will be. the lower the point where the mouth of the nozzle or fuel discharge port is located. advanced beyond the constriction of the Venturi tube, the larger the. air flow velocity due to engine running speed and throttle opening, without exceeding the point at which an increase in air flow velocity ceases to produce an increase in air flow flow of fuel.
If a single liquid fuel discharge port is provided in a single Venturi tube, the given proportions and relative positions of the fuel discharge port with respect to the venturi tube constriction will not allow proper proportioning. - the fuel mixture only within specified limits of engine speed and throttle opening;
on the contrary, by using two fuel discharge ports, showing differences in action from the point of view of their suitability. cause, by the flow of air, the flow of liquid fuel, it is possible to differentiate them in such a way that when the speed of flow of air, due to the.
speed of the engine and when the throttle opens, exceeds the limit for which one of the Ven turi tubes and the corresponding liquid fuel nozzle cease to ensure a proportional flow of the liquid fuel, we reach the proportionality field of the other Venturi tube and the other nozzle, with a certain overlap in the decrease in proportionality provided by the first Venturi tube and in the increase in proportionality provided by the second Ven turi tube ; in this way, the maintenance of suitable pro portions of air and fuel in the fuel mixture is achieved automatically within wide limits of the. engine speed and throttle opening speed;
and, by suitable differentiation of the position of the two fuel discharge ports. a suitable proportionality of the fuel mixture can be obtained in the whole range between the idling speed of the engine up to the maximum speed under load, Figs. 8 and 9 show a variant of the air flow accelerator, fuel atomizer and device.
mixer, embodiment which can be substituted for the device with two Ven turi tubes and two nozzles, as shown in FIG. 2, with completely similar results with regard to its automatic adaptation to the point of view of the richness of the fuel mixture under variable working conditions, such as <B> la, </B> hopscotch of the engine or its walk to. different speeds and under different loads.
In this variant, there is a single Venturi tube, 40, and a single fuel key injection nozzle, 41, projecting into the Venturi tube on the side of the inlet of the throttle of this Venturi tube, this fitting being arranged at a certain linearity, obliquely with respect to. the direction of air flow entering the Venturi tube. The nozzle terminates and has an end discharge port.
4..1a, at a point located substantially in the axis of the Venturi tube, at a small distance in front of the constriction of this tube; the nozzle also comprises a second discharge orifice 41b, lateral with respect to. this nozzle and located at the location of the inner surface of the Venturi tube in the plane of the constriction thereof.
With this shape and arrangement of the Venturi tube and nozzle, under conditions producing low suction, for example with the throttle almost closed and the engine running empty, the point of maximum pressure and therefore of Maximum suction for the entrainment of the liquid fuel from the nozzle is at the point of the constriction of the Ven turi tube and therefore at the place of the side opening 41b of the nozzle .
Since the vacuum at this point, under the specified conditions, is greater than at the end discharge port 41a, not only will the liquid fuel be drawn by suction out of the nozzle and into the outlet. mixing line to port 41b, but air will also be drawn by suction into the nozzle through end port 41a and mixed with the liquid fuel exiting through the orifice 41b, thereby producing an initial mixture of air and fuel to the point:
of discharge of the liquid in the mixing line, additional air naturally also entering through the constriction of the Venturi tube and making the mixture suitable for the operation of the empty engine. When the throttle is open and the engine is running at a higher speed under load, the pressure at the discharge port 41a at the end of the nozzle will be such, compared to the vacuum s' exerting at the location of the lateral discharge port 41b, that the liquid fuel will be discharged at these two points,
to be mixed with the entrained air by suction through the constriction of the Venturi tube. The operation of this embodiment of the device is therefore completely similar to that of the device with two Venturi tubes and two nozzles, shown in FIG. 2. That is, the.
fuel mixture is automatically adapted to operating conditions, owing to the different aptitude of the Venturi tube, in cooperation with the nozzle, to drag out thereof - the different proportions of air and fuel at these two points, where The nozzle discharge ports are located for different air flow speeds resulting from different engine running speeds and different throttle openings.
It will be understood that the parts, - as described above, namely the Ven- turi tubes and the nozzles opening into them, have dimensions such as the fuel mixture leaving the second Ven turi tube, well- suitable for idling conditions, will be too rich to ensure maximum efficiency. under conditions of full throttle opening and therefore high engine speed under load, and additional air will be admitted into this too rich mixture at the right of the air inlet duct 12, in the vicinity of the engine, and that this additional air nel,
which fulfills the double role of suitably diluting the mixture to the degree ensuring maximum efficiency, and also of cooling it to the degree ensuring maximum efficiency, must be introduced as close as possible to the inlet valves of the different cylinders.
It will also be understood that the final introduction of air addition nel mixture, intended to make the. fuel mixture suitable for ensuring maximum efficiency under speed and load conditions, occurring only when the engine suction is sufficient to open valve 1.4 by overcoming the latter's return spring, this additional air does not will not be introduced when the engine is running empty, and when the quantity of air, which will be introduced for a given speed under load, will generally be proportional to the suction which results from the speed of the engine and the degree of opening of the butterfly.
The air inlet valve 14, @ av.ec its return spring opposing its opening, have the role of ensuring this proportional entry of additional air.
As conditions, such as the nature of the road, the load and the desired speed of the vehicle, may require different air mixing at different times while the running speed of the engine and the degree to which the throttle opens. are the same, it is desirable that the resistance of the spring to the opening of the valve 14 be variable, either at the will of the driver, or automatically by its link with any member,
the movement or position of which corresponds to the conditions under which the inlet of additional air through the valve must be changed. Likewise, in the absence of a contrary provision, in the case of a valve applied to its seat by a spring, when the engine is running at. high speed so that the suction acts with a sudden force on the valve, the inertia of the valve and of the members moving with it forces the valve to open more strongly, thus suppressing the spring more strongly than this would be for the.
same suction if the motor was running slower. This variation in the air intake, due to. the opening of the. valve stronger under sudden suction than under gradual suction, being out of proportion to the air requirements for the different running speeds of the engine, it is desirable to prevent it from occurring.
Because of these .two .considerations, namely the advantage of being able to modify the tension of the spring applying to its seat 1a, the air inlet valve, and the advantage of avoiding a variation in the degree of opening of the valve due to differences in the sudden action of the suction, this additional air inlet valve is preferably mounted and constructed as will be described below.
This valve 14 is a slide piston valve, cylindrical in shape and whose seat is constituted by a sleeve 20, suspended or supported at its upper end by the cylindrical casing 22, the lower end of which is connected so as to open clans the air inlet pipe 12. A removable upper part 23 of this casing 22 comprises, above the point where the sleeve 20 is mounted, openings 22a and is provided on the outside with a sleeve 24, comprising openings corresponding and which can receive a rotational movement to bring these openings more or less opposite one another and to close these or openings, so as to. vary the total quantity of air entering the envelope 22.
The rod 25 of this piston-slide 14 is hollow along its axis, to be slidably guided along a rod 26, which extends inside the rod of the piston-slide, 25, and which also extends through, through and is guided into the cover or cap 28, which closes the casing 22 at its upper end. The rod 25, hollow along its axis, comprises a certain part of its. length, inside the casing 22, .des slides 25a, and a pin 27, engaged through these diametrically opposed slides, passes through the rod 26 so that this pin is fixed relative. to the. rod 26 and can move in the slides 25a, during the sliding movement of the rod 25 of the piston-slide and of the guide rod 26.
The rod 26, extending as mentioned above through the cover 28, comprises, outside the cover, an enlarged part or head 26b, bu both on the upper face of the cover. The piston-slide rod 25 has, at its upper end, a circular rim 25b, projecting outwardly, in the form of a piston (this piston being hereinafter referred to as the damping piston); a spring 29, wound around the rod 25, bears at its upper end against this rim 25b and at its lower end against the stud 27, or against a thin washer 30, which can be placed above the stud by surrounding rod 25.
The spring 29 is thus arranged so as to elastically oppose the movement of the piston-slide 14 inwardly, under the engine suction force. In the position in which the spring 29 tends to hold this valve, as shown in solid lines at the. fig. 4, this valve closes the orifices 20a in the cylinder seat constituted by the sleeve 20;
when it is brought back a short distance inside the sleeve by the suction. this valve discovers these orifices 20a from their upper end downwards, depending on the degree of movement caused by the suction, overcoming the. resistance of the spring 29. The air, thus finding access through the upper end of the sleeve and the orifices 20a, above the piston-slide 14 thus lowered, passes through these orifices in the annular space between the sleeve 20 and the. wall of the casing 22, and flows downwards around the end of this sleeve into the air inlet duct 12.
The orifices 20a are narrow relative to the total periphery of the valve 14, that is to say -relative to the extent of the seat of the valve, - transversely to the direction of its opening movement, from such that, compared to a valve at. disc or valve of any shape opening around its entire periphery, the degree of movement that the valve must perform to bring about maximum opening is relatively large. As shown, the ports-20a oc take about half the circumference of the valve and its seat on the sleeve 20.
This sleeve 20, as mentioned, is connected at its upper end to the casing 22; in reality, -for the. ease of assembly, this sleeve 20 is made in one piece with the removable upper part 23 of the casing, comprising the air inlet openings, which are adjusted by the outer sleeve or register 24; the upper part, located bare above the zone of the openings of this upper part 23, constitutes a damper;
the rim 25b, in the form of a piston, mentioned above, as serving as a support for the upper extremity of the spring 29, actually extends over the entire internal diameter of this damping cylinder, from so that it constitutes the damping piston.
The cap or: screwed cover 28 comprises. In its thickness an air hole 28c, and one can either construct the damping piston 25b by leaving, between this udder and the damping chamber or cylinder, a clearance, simply sufficient to allow an air leak in limited quantity around this .piston, or else this piston can be fitted with an adjustable air discharge device, as shown; this device consists of a threaded hole, as shown at 28b, into which is screwed, from the inside, a screw 32 which does not fit tightly into its housing;
a boss 2 & -is provided, preferably, projecting inwardly on the damper piston 25b, through which the threaded hole 28b can be of relatively considerable length to allow the screw 32, although does not fit tightly into this hole, however, to precisely control the flow of air through this hole and to allow air leakage to a greater or lesser degree, depending on the screw is screwed into a greater or lesser part of the length of the tapped hole.
It will be understood from the above description that the path of the air, admitted through the valve 14, takes place first through the air inlet openings 22a up to the degree where these are opened by adjusting the position of the sleeve 24 forming register, then down through the seat 20 of the piston-slide valve, through the openings 20a, outside this sleeve. 20 and beyond the lower end thereof,
then through the clear inlet duct 12 into the -branches 13, 13. It will also be understood that during the sliding movement of the valve 14,:
due to the aspiration of the motor and acting by overloading the resistance of the spring 29, the damping piston formed by the flange 25b tends to produce a partial vacuum behind it, that is to say between itself and it. cover-28, vacuum which is regulated by the degree of air leakage which may occur around screw -32 as well as through the hole. air 28c, since this air leakage is small, the:
The damping piston device will very significantly delay the movement of the opening of the spool valve 14 under the effect of the engine suction. It will also be understood that when this delayed movement has been caused and when the damper piston has been moved away from the upper bottom of the.
damping chamber or cylinder, the air .a has entered through the 28e air hole and oiccup.e the es, because the return or application movement has just left the damper piston of 'the valve on its seat will be delayed correspondingly, by the need: where is the piston, damper to push this air through this 28th air hole of limited dimensions and through the screw 32 adapting with play in hole 28b;
this delay in both directions of valve movement is the goal of the construction described.