Atomisateur pour moteur thermique. La présente invention a pour objet un atomisateur pour moteur thermique, notam ment pour moteur destiné aux voitures au tomobiles et avions.
Cet atomisateur est caractérisé par un diffuseur auxiliaire disposé entre le carbu rateur et la tubulure d'admission de gaz, de manière qu'entre lui et la paroi de ladite tu bulure soit formé un venturi dont la base est constituée par une fente d'étranglement pour le passage de l'air additionnel destiné à accélérer l'écoulement du mélange explosif vers les cylindres du moteur, afin d'assurer une bonne charge à la cylindrée à tous les régimes.
Pour obtenir la souplesse et une puis sance convenable par rapport au poids et pour réduire au minimum les pertes de la chaleur qui, en traversant les parois des cylindres, est dissipée dans l'air ambiant ou dans l'eau de refroidissement, les moteurs thermiques doivent tourner le plus vite pos- sible, ce qui facilite en même temps les re- prises.
Un bon rendement thermique d'un mo teur peut être obtenu par un mélange explo sif parfaitement carburé et par un taux de compression élevé assurant une inflammation et une combustion rapides et la plus com plète possible en réduisant au minimum les pertes de gaz à l'échappement.
Toutefois, la valeur réelle du taux de compression dépend essentiellement de la charge des cylindres en gaz frais, laquelle devient pratiquement incomplète aux grandes allures, ce qui entraîne une diminution de la puissance tout en augmentant inutilement la consommation, le mélange explosif devenant trop riche et trop lourd pour acquérir con venablement la vitesse nécessaire aux diffé rentes allures pour assurer une alimentation uniforme et complète des différents cylin dres, ce qui, d'une part, provoque des vibra tions et augmente, d'autre part, la tempéra ture du moteur parce que la combustion est trop lente.
L'évacuation des gaz brûlés et le graissage deviennent ainsi défectueux, ce qui diminue sensiblement le bon fonctionnement et la durée du moteur.
Ces inconvénients sont encore aggravés par les tourbillons qui se forment derrière le clapet de gaz du carburateur en contri buant également aux vibrations et au frei nage du mélange gazeux.
Il est donc utile de transformer ce mé lange gazeux trop lourd en gaz le plus léger possible, de supprimer l'action nuisible des tourbillons et d'augmenter la vitesse d'écou lement des gaz vers les cylindres, tout en assurant la quantité d'oxygène nécessaire au bon remplissage de la cylindrée dans toutes les allures, afin d'obtenir une alimentation uniforme et une charge la plus complète pos sible de tous les cylindres, -d'un mélange explosif bien proportionné et parfaitement atomisé, ce qui est obtenu, comme on le verra par la suite, au moyen des formes d'exécu tion décrites de l'atomisateur selon l'inven tion.
Les dessins annexés représentent, à titre d'exemples, deux formes d'exécution de l'ato- misateur faisant l'objet de l'invention.
La fig. 1 représente, partie en coupe, par tie en élévation, la première forme d'exécu tion appliquée à un moteur thermique à carburateur vertical; La fig. 2 se rapporte à une seconde forme d'exécution.
Comme le montre la fig. 1, le mélange gazeux a, plus ou moins bien pulvérisé à la sortie du carburateur 1, se transforme, der rière un clapet 2, en tourbillons b et perd ainsi de sa vitesse d'écoulement vers les cy lindres, ce qui diminuerait la charge de ceux-ci aux extrémités du moteur, d'où ré sulteraient des vibrations et une mauvaise utilisation de la cylindrée totale du moteur.
Pour obvier à ces inconvénients et afin d'améliorer le rendement thermique et le re froidissement du moteur, le mélange gazeux a provenant du carburateur 1 entre dans un diffuseur auxiliaire 3, lequel est pourvu de trous 4 percés obliquement et à un angle différent par rapport à celui de la partie conique du .diffuseur â, de manière que les extrémités de chaque trou soient élargies et forment venturis, semblables à la buse 5 du carburateur.
Le diffuseur 3 est, d'autre part, pourvu d'un réchauffeur 6 relié au tuyau d'échap pement 6a. Ce réchauffeur est une tige pleine d'une matière quelconque et il agit par con ductibilité en transmettant la chaleur du tuyau d'échappement au diffuseur, mais il pourrait aussi être en forme de tube chauffé par les gaz d'échappement.
Cette disposition est nécessaire afin de vaincre le froid trop considérable provoqué par la dépression qui règne dans les multiples trous venturis 4 et qui est produite par un courant d'air secon daire c, sortant d'un étranglement 8 formé entre le diffuseur 3 et la paroi de la tubu lure d'admission 10, ce courant d'air s'écou lant à une grande vitesse sur le diffuseur 3 qui, de son côté, forme venturi 9 avec la tu bulure d'admission 10.
Un tel dispositif de prise d'air se distin gue fondamentalement des autres dispositifs de prise d'air additionnel connus, qui tous présentent le grave inconvénient de troubler la carburation et d'empêcher parfois le dé marrage du moteur.
Le dispositif de prise d'air que comporte l'atomisateur représenté n'a pas ces incon vénients, bien au contraire, étant donné que le courant d'air secondaire c aspire le mé lange gazeux encore mal carburé et trop lourd, à travers les multiples trous 4 en forme de venturi, et provoque une atomisa- tion complémentaire des particules de com bustible qui se mélangent intimement avec l'air secondaire c, pour constituer un gaz lé ger d, tout en supprimant les tourbillons qui, jusqu'alors, freinaient l'écoulement du mé lange explosif vers les cylindres.
Afin d'assurer le volume d'oxygène con venable à tous les régimes d'utilisation du moteur et quelle que soit la densité de l'air atmosphérique, laquelle peut être très varia ble d'une heure à l'autre et suivant l'alti tude, la prise d'air secondaire doit fonction- ner automatiquement de manière qu'après un réglage judicieux, le moteur prenne automa tiquement son poids en air frais, nécessaire à la bonne carburation et au maintien du taux de compression.
L'air admis au moteur, plus ou moins chargé de poussières, doit être débarrassé des particules solides qui sont susceptibles de boucher les trous 4 du diffuseur 3 ou d'em pêcher la fermeture de la prise d'air secon daire, ce qui calerait le moteur quand le cla pet des gaz se referme pour la marche au ralenti.
Pour obvier à ces inconvénients et tout en évitant un freinage de l'air admis, des épurateurs 15 et 15a, en forme de goutte et remplis d'une matière visqueuse 16, sont pla cés derrière des étranglements 17 de prises d'air secondaire 7.
Par la grande vitesse du courant d'air sortant des étranglements 17 en contournant le corps en forme de goutte 15, il se forme une zone de dépression devant l'extrémité bombée 18 à travers laquelle passent les par ticules solides 19 poussées par leur force d'inertie supérieure à celle de l'air, et ces particules s'enfoncent dans la matière vis queuse 16 où elles se fixent à demeure.
Les passages d'air 20, autour des épura teurs 15 et 15a, sont établis de manière qu'il n'y ait pas de freinage nuisible, ce qui est facilité par leur profil même qui favorise l'écoulement du courant d'air.
L'épurateur 15a de la prise d'air addi tionnel 7, qui est fixé sur sa tige 35, fait office de régulateur automatique en modi fiant le passage 20 du courant d'air addi tionnel suivant son déplacement au fur et à mesure que la dépression dans la tubulure d'admission 10 augmente ou diminue.
Pendant la marché au ralenti, quand la dépression dans la tubulure d'admission est la plus forte, un bouchon 21 s'approche de l'étranglement 17 jusqu'à sa fermeture com plète et ne recule qu'ail fur et à mesure que la dépression dans la tubulure d'admission décroît lorsqu'on ouvre le clapet de gaz 2, après quoi le volume d'air convenable pour une bonne carburation et le remplissage de la cylindrée sera réglé par l'intervention de l'épurateur 15a, dont le déplacement est dé terminé par la tension d'un ressort 22.
La fig. 2 montre une deuxième forme d'exécution de l'atomisateur selon l'invention, appliquée à un moteur dont le carburateur se trouve en position inversée par rapport à la position représentée dans la fig. 1, et qui, d'ailleurs, pourrait également être appliquée à toute autre disposition du carburateur ou de la tubulure d'admission.
Une soupape 12 disposée entre un épu rateur d'air 13 et un diffuseur auxiliaire 14 est commandée par des ressorts 23 et 24 de manière qu'un levier 25 du clapet de gaz du carburateur inversé 26 vienne s'appuyer contre le ressort 23 afin de soutenir le res sort 24 pendant la marche au ralenti du mo teur, ce qui permet de régler convenablement le ressort 24 pour assurer le bon fonctionne ment de la soupape 12 au fur et à mesure qu'une tige 27 recule quand le pilote actionne l'accélérateur 28. Pour le reste, le diffuseur auxiliaire 14 est disposé entre le carburateur et la tubulure d'admission de la même façon que pour l'atomisateur représenté en fig. I.
Le réchauffage est ici assuré par une circu lation de gaz d'échappement ou par de l'eau chaude, autour du diffuseur, par une cana lisation Il.
Atomizer for heat engine. The present invention relates to an atomizer for a heat engine, in particular for an engine intended for passenger cars and airplanes.
This atomizer is characterized by an auxiliary diffuser arranged between the carburetor and the gas inlet pipe, so that between it and the wall of said bulb is formed a venturi, the base of which is constituted by a throttle slot for the passage of the additional air intended to accelerate the flow of the explosive mixture towards the cylinders of the engine, in order to ensure a good load to the displacement at all the modes.
In order to obtain flexibility and a suitable power in relation to the weight and to reduce to a minimum the loss of the heat which, passing through the walls of the cylinders, is dissipated into the ambient air or into the cooling water, heat engines should run as quickly as possible, which at the same time makes picking up easier.
A good thermal efficiency of an engine can be obtained by a perfectly carburized explosive mixture and by a high compression ratio ensuring rapid ignition and combustion and the most complete possible while reducing to a minimum the losses of gas to the gas. exhaust.
However, the actual value of the compression ratio depends mainly on the charge of the cylinders with fresh gas, which becomes practically incomplete at high speeds, which leads to a decrease in power while at the same time increasing consumption unnecessarily, the explosive mixture becoming too rich and too heavy to properly acquire the necessary speed at the different speeds to ensure a uniform and complete supply of the different cylinders, which, on the one hand, causes vibrations and, on the other hand, increases the temperature of the engine because the combustion is too slow.
The evacuation of the burnt gases and the lubrication thus become defective, which appreciably reduces the good functioning and the duration of the engine.
These drawbacks are further aggravated by the vortices which form behind the gas valve of the carburetor, also contributing to the vibrations and to the braking of the gas mixture.
It is therefore useful to transform this too heavy gaseous mixture into the lightest gas possible, to suppress the harmful action of the vortices and to increase the speed of flow of the gases towards the cylinders, while ensuring the quantity of gas. oxygen necessary for the correct filling of the displacement in all speeds, in order to obtain a uniform supply and the most complete possible charge of all the cylinders, - a well-proportioned and perfectly atomized explosive mixture, which is obtained, as will be seen below, by means of the described embodiments of the atomizer according to the invention.
The accompanying drawings show, by way of example, two embodiments of the atomizer forming the subject of the invention.
Fig. 1 shows, partly in section, partly in elevation, the first embodiment applied to a heat engine with a vertical carburetor; Fig. 2 relates to a second embodiment.
As shown in fig. 1, the gas mixture a, more or less well atomized at the outlet of the carburetor 1, transforms, behind a valve 2, into vortices b and thus loses its flow speed towards the cylinders, which would reduce the load of these at the ends of the engine, resulting in vibrations and misuse of the total displacement of the engine.
To overcome these drawbacks and in order to improve the thermal efficiency and the cooling of the engine, the gas mixture a coming from the carburetor 1 enters an auxiliary diffuser 3, which is provided with holes 4 drilled obliquely and at a different angle with respect to to that of the conical part of the diffuser â, so that the ends of each hole are widened and form venturis, similar to the nozzle 5 of the carburetor.
The diffuser 3 is, on the other hand, provided with a heater 6 connected to the exhaust pipe 6a. This heater is a solid rod of any material and it acts by conductivity by transmitting heat from the exhaust pipe to the diffuser, but it could also be in the form of a tube heated by the exhaust gases.
This arrangement is necessary in order to overcome the excessive cold caused by the depression which reigns in the multiple venturi holes 4 and which is produced by a secondary air current c, coming out of a constriction 8 formed between the diffuser 3 and the wall of the intake pipe 10, this air current flowing at high speed over the diffuser 3 which, for its part, forms a venturi 9 with the intake tube 10.
Such an air intake device is fundamentally different from other known additional air intake devices, all of which have the serious drawback of disturbing the carburetion and sometimes preventing the engine from starting.
The air intake device that the atomizer shown does not have these drawbacks, quite the contrary, given that the secondary air stream c sucks the gaseous mixture, which is still poorly fueled and too heavy, through the multiple holes 4 in the form of a venturi, and causes a complementary atomization of the fuel particles which mix intimately with the secondary air c, to form a light gas d, while suppressing the vortices which, until then, slowed down the flow of the explosive mixture to the cylinders.
In order to ensure the appropriate volume of oxygen at all engine operating speeds and whatever the density of the atmospheric air, which can be very variable from one hour to another and according to the Altitude, the secondary air intake must work automatically so that, after a judicious adjustment, the engine automatically takes its weight in fresh air, necessary for the good carburetion and the maintenance of the compression ratio.
The air admitted to the engine, more or less charged with dust, must be free of solid particles which are liable to block the holes 4 of the diffuser 3 or prevent the closing of the secondary air intake, which would stall the engine when the throttle valve closes for idling.
To obviate these drawbacks and while avoiding braking of the intake air, purifiers 15 and 15a, in the form of a drop and filled with a viscous material 16, are placed behind constrictions 17 of secondary air intakes 7 .
By the high speed of the air current coming out of the constrictions 17 bypassing the drop-shaped body 15, a depression zone is formed in front of the convex end 18 through which pass the solid particles 19 pushed by their force. 'inertia greater than that of air, and these particles sink into the viscous material 16 where they are fixed permanently.
The air passages 20, around the purifiers 15 and 15a, are established so that there is no harmful braking, which is facilitated by their very profile which favors the flow of the air current.
The purifier 15a of the additional air intake 7, which is fixed on its rod 35, acts as an automatic regulator by modifying the passage 20 of the additional air stream according to its movement as the depression in the intake manifold 10 increases or decreases.
During idling, when the depression in the intake manifold is greatest, a plug 21 approaches the throttle 17 until it is completely closed and only recedes as the intake manifold. depression in the intake manifold decreases when the gas valve 2 is opened, after which the volume of air suitable for good carburation and filling of the displacement will be regulated by the intervention of the purifier 15a, whose displacement is determined by the tension of a spring 22.
Fig. 2 shows a second embodiment of the atomizer according to the invention, applied to an engine whose carburetor is in the inverted position with respect to the position shown in FIG. 1, and which, moreover, could also be applied to any other arrangement of the carburetor or the intake manifold.
A valve 12 disposed between an air purifier 13 and an auxiliary diffuser 14 is controlled by springs 23 and 24 so that a lever 25 of the reverse carburetor gas valve 26 comes to rest against the spring 23 in order to supporting spring 24 while the engine is idling, allowing the spring 24 to be properly adjusted to ensure proper operation of valve 12 as a rod 27 recedes when the pilot actuates the valve. accelerator 28. For the rest, the auxiliary diffuser 14 is placed between the carburetor and the intake manifold in the same way as for the atomizer shown in FIG. I.
The heating is provided here by a circulation of exhaust gas or by hot water, around the diffuser, by a pipe II.