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" DISPOSITIF SERVANT A DOSER EN LIQUIDE COMBUSTIBLE DE FACON APPROPRIES ET AUTOMATIQUE LE MELANGE GAZEUX UTILISE
DANS LES MOTEURS A EXPLOSION"
La présente invention a pour objet un dispositif servant à doser en liquide combustible de façon appropriée et automatique le mélange gazeux utilisé dans les moteurs à explosion.
Ce dispositif, judicieusement appliqué à un moteur à explosion, permet d'obtenir principalement, oe que l'on recher- che en général, à savoir, un rapport pratiquement constant (par exemple 1/10) entre le poids du liquide combustible et le poids d'air contenus dans le cylindre en fin d'admission, à tous les régimes de fonctionnement du moteur, c'est-à-dire à toutes les vitesses de rotation normalement réalisables à cha- aune des positions possibles de l*obturateur réglable habituel- lement place dans la tuyauterie 4* admission du moteur à explosion.
Fig:- 1 - représente, à titre d'exemple et de façon très schématique, le dispositif faisant l'objet de la présente inven- tion, réalisé aveo un moteur à explosion 1 .,va en bout,, à quatre
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cylindres à quatre temps, avec vilebrequin du type ordinaire, à soupapes d'admission commandées, avec une entrée unique d'admis- sion des gaz 2, avec l'obturateur habituel de réglage d'admis- sion 3 l'air étant aspiré directement dans l'atmosphère par le moteur à explosion la loi adoptée pour le dosage du mélange gazeux étant la loi de constance du taux du dosage, ( par exemple 1/10).
Une pompe centrifuge 4 a sa. turbine intérieure entraînée dans un mouvement de rotation par le moyen d'une chaîne sans :fin .[ ou par tout autre moyen équivalent ( train d'engrenages, etc,,,,) recevant le mouvement de l'arbre vilebrequin 6 du moteur à explosion, Un tuyau ?met en communication extérieure 1*orifice de refoulement et 1'orifice d'entrée de: la pompe centrifuge,
Le liquide combustible servant à l'alimentation du moteur à explosion* maintenu à un niveau constant 8 par un moyen connu quelconque dans un réservoir ± remplit l'ensemble; du circuit hydraulique précité par le moyen d'un tuyau 10 qui aboutit, dans la direction favorable', aussi près que possible de l'ori- fice d'entrée de la pompe centrifuge.
Sur le tuyau ± est branché, de préférence au point le plus haut. un tuyau 11 qui se termine par un gicleur 12 dont l'orifice de sortie se trouve au même niveau que le niveau constant 8;le jet. de liquide combustible sortant de ce gicleur est dirigé dans la tuyauterie d'admission du moteur à. explosion. la pression régnant sur l'orifice de sortie dudit gicleur est la même que la pression régnant sur le niveau constant 8 du liquide combustible dans le réservoir 9.
Pour réaliser cette égalité de pression on peut utiliser tout moyen connu: par exemple., sur le dessin, le jet de liquide combustible pénètre dans la. tuyauterie d'admission par un ajutage de faible diamè- tre éloigné de l'orifice du gicle=; dans ce cas c'est donc la pression atmosphérique qui règne à. la. fois sur le niveau ¯ il
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constant du liquide combustible dans le réservoir et sur l'exterieur de l'orifice de sortie du gicleur.
Le débit du gicleur n'est donc essentiellement du. qu'à. l'effet de le, force centrifuge née de la rotation de la pompe centrifuge entraînée par le moteur à explosion.
Tous les circuits hydrauliques sont situés au-dessous du niveau- constant de façon à être toujours remplis de liquide combustible.
Sur le tuyau 7, entre l'orifice de refoulement de la pompe centrifuge et l'embranchement du tuyau 11, est intercalée une vanne automatique constituée, à titre d'exemple... de la façon suivantesun piston 13 de diamètre supérieur au diamètre du tuyau ± traverse ce dit tuyau et peut glisser parallèlement à lui-même dans un cylindre 14; ce piston mobile porte une lumière 15 de forme appropriée qui peut plus ou moins obturer par suitedu déplacement du piston la section de passage du liquide combustible circulant dans le tuyau 7 .
La forme de la lumière 15, face au courant liquide, est à. déterminer en tous oas par expérience; dans le cas présent de la constance du taux du dosage la forme de cette lumière est telle que la sec tion de passage offerte au liquide combustible diminue à mesure que la vitesse de rotation du moteur à. explosion augmen- te; ( cette forme de la lumière dépend de la loi du dosage adoptée).
Le glissement du piston mobile est obtenu par une pression créé. par le liquide combustible de la façon suivante: une des extrémités du cylindre 14 constitue une capacité fer- met où aboutissent deux tuyaux 16 et 17; le tuyau!!. aboutit, d'autre part, dans la direction favorable, près de 1? orifice de refoulement de la pompe centrifuge; le tuyau 17 aboutit, d'autre part, dans la direction favorable. à l'orifice d'en trée de la pompe centrifuge, La rotation de la pompe centrifuge entraînée par le moteur à explosion orée donc dans ladite capacité et par conséquent sur le bout correspondant du @
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piston mobile une pression hydraulique.
L'autre extrémité du
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cylindre 14 constitue également une capacité fermée où aboutit un tuyau 18branché d'autre part dans la direction favorable,
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à l'orifice dssntrée de la pompe centrifuge; lorsque le moteur est arrêtée la pompe centrifuge ne tourne pas et le piston
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mobile est en équilibre hydraulique. Dans cette dernière oapar cité un ressort 19 sert à contrebalancer la pression hydrauli- que créée sur l'autre face du piston mobile et dont il vient
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d3tre parlé.
Sur le tuyau 16 est intercalé: un obturateur réglable 20, ayant une lumière de forme appropriée, déterminée par expérience .
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le mouvement de cet obturateur 20 est conjugué avec le mouve ment de 1* obturateur placé dans la tuyauterie d'admission du moteur à. explosion, par le moyen d'une barre 21 ou de tout autre système de liaison équivalent de façon à ce que le minimum
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d'ouverture de l*obturateur 20 corresponde au maximum d'ouvera ture de l*obturateur ¯3 et qulinversement* le minimum d'ouverture de l'obturateur 3 corresponde au maximum d'ouverture de lsobtx rateur 20;
chaque position fixe de Itobturateur 3 (position comprise entre le maximum d'ouverture et le minimum d'ouverture) correspond une position fixe de ltobtuzateur $0 qui permet au piston mobile de glisser de façon à maintenir le taux de dosage adopté de façon pratiquement parfaite pour toute la gamme des vitesses normalement réalisables avec la position considérée de
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l'obturateur d'admission.
Les divers organes du dispositif peuvent avoir les formes les plus appropriées à leur fonction la Fig. 1 étant essentiel- lement schématique,
Afin d'obtenir un dispositif donnant un dosage aussi appro- prié que possible on doit veiller, pour l'établissement des divers organes, à satisfaire le plus possible aux conditions suivantes:
1 / chaque circuit de tuyauterie doit pour une position invariable, présenter à l'écoulement du liquide combustible un coefficient de résistance hydraulique aussi
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constant que possible pour les diverses vitesses d'écoulement du liquide combustible ( cette condition notant pas suffisamment réalisée par les tuyaux droits et lisses il y a lieu d'insérer le long des circuits, aux endroits les plus favorables, pour les prises diverses de pression, des pertes de charge connues en hydraulique pour présenter aux diverses vitesses d'écoulement un caractère plus marqué de constance du coefficient:
ces pertes de charge,* telles que coudes brusques, changements brusques de sec- tion ou de direction étant suffisantes pour prédominer dans la résistance générale du circuit considérer ces pertes de charge supplémentaires ne sont pas figurées sur le dessina 2 / Employer des tuyaux d'un diamètre suffisant et des vitesses d'écoulement assez grandes pour éviter l'écoulement capillaire et avoir ainsi dans les circuits des écoulements régis par le principe de Torri- celli,
3 / Construire intérieurement la pompe centrifuge d'après les principes connus et 1* utiliser rationnellement diaprés les principes connus de façon à obtenir entre son orifice de refou lement et son orifice d'entrée des pressions hydrauliques totales proportionnelles au carré de sa vitesse de rotation* 4 / donner au circuit hydraulique passant par les tuyaux 16 et 17, une résis- tance hydraulique minimum suffisante pour que le débit maximum de ce circuit soit petit par rapport au débit total de la pompe centrifuge; 5 / donner au tuyau 10 une faible résistance hydrauli que.
Après avoir relevé au, préalable par les moyens connus ( tube de Sitôt, gazomètre compteur, etc...) les courbes représenta- tives des poids d'air ( ou d'autres fluides gazeux utilisables} * absorbés par le moteur à explosion en fonction de la vitesse de rotation dudit moteur, on peut obtenir de façon pratiquement parfaite, par un calcul judicieux de chacun des éléments constitu- tifs du dispositif, (calcul effectué d'après les lois connues de 1* hydraulique) le taux de dosage constant que l'on s'est fixé au préalable, soit dans le cas présent: un dixième,.
Si on intercale un robinet 22 entre 1* embranchement du tuyau 11
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sur le tuyau 1. et le gicleur 12 on obtient un taux de dosage constant particulier- pour chaque position fixe dudit robinet ( par exemple une position dudit robinet donne le taux constant général de 1/8; une autre position le taux général constant de
1/13; etc... etc...}; le débit maximum du gicleur doit être petit par rapport au débit du tuyau 7.
Ce robinet permet principalement de donner! 1 / une grande souplesse au moteur; 2 d'assurer les corrections pouvant être nécessitées par les variations des diverses puissances calorifiques des divers liquides combustibles susceptibles d'être employas; 3 / d'assurer les oorreotions pou- vant être nécessitées par les variations des caractéristiques atmosphériques notamment à l'occasion d'un changement d'altitude, la commande dudit robinet pouvant être conduite., par exemple., par des variations barométriques ou. autres.
Au sujet du niveau constant 8 il y a lieu de remarquer que la constance absolue dudit niveau est assez difficile à obtenir surtout lorsque le dispositif fait partie d'un engin en meuve*
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faantj conventionnellement on peut définir le de8r de constance (j ax le rapport existant J 5, dndit niv 6 â-a -1-enre drione part ,,/ 1 têeurt marlmurn absolu de hauteur pouvant exister entre le niveau pratique et le niveau constant théorique passant par l'orifice du. gicleur et chantre part la hauteur manomdtrique fournie par la pompe centrifuge pour une vitesse de rotation déterminée du moteur à.
explosion, 1000 tours par minute par exemple ( pour une hauteur manométrique donnée le- dit rapport est donc d'autant plus petit que le niveau pratique se confond mieux avec le niveau théorique passant par l'orifice du gicleur),Etant donné qu'on ne change pas la valeur de ce rapport en multipliant ses deux termes par un même facteur on voit qu'on peut tolérer des écarts absolus de hauteur très nota- bles dans l'établissement du niveau pratique vis à vis du gicleur à la condition expresse d'augmenter en conséquence la hauteur manomêtrique fournie par la pompe centrifuge à. la vitesse considérée du moteur à explosions. 1.000 tours par minute par exemple, par le moyen de grandes vitesses périphériques de turbine.
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Cette propriété très remarquable de l'insensibilité du dispositif à des écarts de hauteur du niveau 8. comme il vient d'être expliquée permet par exemple d* établir ledit niveau* tout d'abord, par des moyens très rudimentaires. ou encore de prendre pour niveau le niveau moyen d'un réservoir d'alimenta- tion relativement éloignée ce niveau moyen ne coïncidant pas nécessairement aveo le niveau du gicleur. Cette propriété d'insensibilité permet dtutiliser le dispositif sans trouble appréciable pendant les circonvolutions d'un engin susceptible de prendre des positions diverses dans l'espace tel par exemple, un avion.
Toutefois, il est expressément spécifia que les considérations précédentes sur l'établissement du niveau en question sont un cas particulier du dispositif* le principe fondamental du.dit dispositif comprenant l'obligation d'un niveau constant coïncidant avec le niveau de l'orifice de sortie du gicleur,
On ne change pas les caractéristiques de l'invention en obturant le tuyau ± suivant la ligne 23 et en supprimant la portion du tuyau comprise entre cette ligne et l'orifice d'entrée de la pompe centrifuge, cet orifice d'entrée ne recevant plus que les trois tuyaux 10, 17 et 18, Ladite portion de tuyau n'est établie que pour satisfaire le plus possible à la 4ème des conditions citées plus haut et qu'il y a lieu d'observer pour l'établissement du dispositif.
Ce point est cité pour mémoire car on a. toujours avantage à réaliser avec le tuyau ± le circuit ferma du dessin.
On ne change pas les caractéristiques de l'invention en transportant la vanne automatique suivant le tracé mixte du dessin au lieu de la placer dans la position figurée en traits pleins,; dans ce cas la frome de la lumière du piston face au
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, courant liquida., forme qui cloit(etre l-galemnt)cLétarmin4e par expérience* est telle que la section de passage offerte au liquide combustible augmente à mesure que la vitesse du moteur
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à. explosion augmente ( cette forme de la lumière dépend de la loi de dosage adoptée, dans le cas présent on a choisi la loi de constance du taux du dosage). Toutes les autres conditions rétablissement de la vanne automatique,* citées plus haut.. sont à. observer.
Evidemment cotte position de la vanne automatique ne peut être employée que si le tuyau ? existe complètement comme sur le dessin. Dans le, cas. envisage pour mémoire de la suppression de la portion du tuyau 7 la vanne automatique ne
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peut être placée que suivant la position initiale du dessin, ,.. tracée en traits pleins; à cette occasion, il est renouvelle* fin. qu'il vaut mieux réaliser avec le tuyau ±le circuit fermé du dessin. on ne change pas les caractéristiques de l'invention en transportant l'obturateur 20 suivant le tracé mixte du dessin au lieu de l'intercaler sur le tuyau 16 dans la position figu- rée en traits pleins ; dans ce case la lumière de cet obturateur doit être également déterminée par expérience;
le mouvement de cet obturateur 20 est conjugue avec le mouvement de obtura- teur 3 place dans la tuyauterie d'admission du moteur comme auparavant mais de façon à ce que le minimum de l'ouverture de l'obturateur 20 corresponde au minimum d'ouverture de l'obtura- tour 3 et qu'inversement le maximum d'ouverture de l'obturateur 20 orresonds au maximum d'ouverture de l'obturateur 3} chaque position fixe de lobturateur 20.,Jouit des propriétés citées plus haut à l'occasion: ds la position initiale de cet obturateur 20- ( Tracé en traits pleins au dessin).
Il est spécifie que le dispositif est applicable à tous les genres de moteurs à explosion. prenant directement ou indi- rectement l'air dans 1* atmosphère ou encore utilisant un gaz pauvre quelconque que le liquide combustible doit enrichir ; en effet une des propriétés remarquables du dispositif est la dooi lité avec laquelle on peut adapter pratiquement le débit de liquide combustible aux divers cas pouvant se présenter pour la constitution du mélange gazeux* La. 101 de constance du taux
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du dosage loi la plus généralement recherchée et pour cela envisagée plus haute n'est pas la seule loi possible; les lois de dosage peuvent être aussi nombreuses que les diverses condi- tions d'utilisation des moteurs à explosion.
De façon générale on a intérêt à avoir dans le moteur à explosion des périodes d'admission commandées de façon aussi desmodromique que possible.
Lorsque le moteur à explosion se compose de plusieurs cy- lindres il y a lieu d'établir la ou les tuyauteries d'admission de façon à ce que dans une section de tuyauterie d'admission où. se déverse un jet de liquide combustible, telle que la section 24,chaque admission de cylindre corresponde à une même durée de débit du gicleur quand le moteur à explosion tourne à vitesse uniforme ; le cas échéant le tuyau 11 comporte plusieurs gicleurs répondant tous aux conditions spécifiées plus haut pour le gicleur unique le robinet 22 se trouvant, le cas échéante de préférence en amont des ramifications aboutissant aux divers gicleurs, Le cas échéant,, les mouvements des obturateurs d'admis- sion tels que 3 sont synchrones.
Il est très expressément spécifié que la pompe 4 doit être une pompe centrifuge et non une pompe d'un autre genre,, cette condition est rigoureusement capitale pour l'obtention des résultats indiquées dans la présente description.
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RESUME - R a V îâ N B 1 G A -
Dispositif servant à doser en liquide combustible de façon appropriée et automatique le mélange gazeux utilise dans les moteurs à explosion dont la caractéristique fondamentale consiste à faire déverser dans l'air ( ou dans un gaz pauvre quelconque) admis par le moteur à explosion. un jet liquide combustiblejet dont la cause déterminante est due à la force centrifuge née de la rotation du moteur à explosion ;
cette
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force centrifuge servant également à adapter le débit du liquide combustible au débit d'air ( ou de gaz pauvre quelconque) de façon à obtenir un taux de dosage du mélange gazeux obéissant à une loi fixée à l'avance, en générale cette loi étant celle de la constance du taux du mélange gazeux pour tous les régimes de fonctionnement du moteur à explosion. a) une pompe centrifuge commandée par le moteur à explo- sion fait mouvoir le liquide combustible dans un circuit hydrau- lique sans fin constitue par ladite pompe centrifuge et par un tuyau reliant l'orifice de refoulement à l'orifice d'entrée de la pompe centrifuge;
à l'orifice, d'entrée de la pompe centri- fuge aboutit également un tuyau relié à. un réservoir contenant le liquide combustible maintenu à. un niveau constante sur le circuit hydraulique sans fin précité est branche un tuyau aboutissant à un gicleur dont l'orifice de sortie est au même niveau, que le niveau constant précité;
la. même pression règne sur l'orifice de sortie du gicleur et sur le niveau constante le jet du gicleur étant dirigé dans la tuyauterie d'admission du moteur à. explosion l'ensemble des circuits hydrauliques est au-dessous du niveau, constant, b) une vanne automatique intercalée sur le circuit hydrau- lique sans fin. énoncé précédemment- en. a) adapte le jet de liquide combustible à la loi fixée à. l'avance;
cette vanne automatique étant commandée par les variations de pressions hydrauliques enregistrées en un point d'un autre circuit de liquide combustible dérivé entre l'orifice de refoulement et l'orifice d'entrée de la pompe centrifugela résistance hydraulique de ce circuit étant conjuguée avec la résistance aérodynamique de la tuyauterie d'admission du moteur à explo- sion de façon à ce que ces deux résistances varient ensemble de façon appropriée; le débit maximum dérivé devant être petit par rapport au débit total de la pompe centrifuge.
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c) un robinet à commande indépendante intercala entre l'embranchement du tuyau du gicleur et le gicleur Lui-même, robinet susceptible d'être commande le cas échéante par des variations barométriques ou.autres;
avec l'utilisation de ce robinet le débit maximum du gicleur doit être petit par rapport au débit du circuit sans fin mentionne en a ). d) la pompe centrifuge doit $tre utilisée rationnellement pour donner des pressions hydrauliques proportionnelles au carré de sa vitesse de rotation; les circuits établis pour donner des débits régis par le principe de Rorricelli; le toyau alimentant le dispositif en liquide combustible présentant une faible résistance hydraulique.
REVENDICATIONS 1 ) - Dispositif pour le dosage réglable et automatique du combustible liquide dans les moteurs à explosion , caractérisé' en ce que la pression d'une POMPE CENTRIFUGE actionnée par le moteur est la cause DETERMINANTE d'un jet de liquide combustible dirigé dans la tuyauterie d'admission du moteur à explosion, ladite pression centrifuge servant aussià actionner une vanne automatique qui gouverne la débit de liquide combustible selon le débit d'air dans le moteur à ex- plosion de faon à obtenir un taux de dosage du mélange gazeux en accord avec une loi de dosage préalablement définie .
2 Dispositif suivant la revendication 1 ) caractérisé' en ce que la tuyauterie à pression allant au gicleur est embran- che sur un circuit hydraulique principal sans fin reliant la sortie à l'entrée de la pompe centrifuge lequel est ali- menté par un réservoir à niveau constant ; L'ORIFICE DU GICLEUR ETANT SUR LE MEME NIVEAU QUE LE NIVEAU CONSTANT PRECITE tous les circuits hydrauliques étant en dessous dudit niveau.
3 ) - Dispositif suivant les revendications 1 ) et 2 carac- térise en ce que la vanne automatique précitée située sur le ¯fil
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circuit principal sans fin est commandée par l'effet de forces hydrauliques contrebalancées par un ressort, lesdites forces hydrauliques étant fournies par un circui-6 en dérivation sur la pompe centrifuge, ladite vanne automatique réglant la cir- culation du liquide combustible en général et la quantité injectée en particulier, suivant la loi de dosage adoptée.
4 ) - Dispositif suivant revendications 1-3 caractérisé en ce que la résistance hydraulique du circuit dérivé actionnant la vanne automatique précitée est conjuguée avec la résistance A L'ECOULEMENT DE L'AIR dans la tuyauterie d'admission du moteur, de faon à ce que ces deux résistances varient ensem- ble de faon appropriée..
5 )- Dispositif suivant reverdi cations 1-4 caractérisé en ce que la pression-hydraulique dans le gicleur peut être réglée par un rooinet pour ootenir un -taux de dosage particulier constant du débit du liquide comoustible audit gicleur selon les positions non¯nées dudit rooinet ; ce rocinet commandé éventuellement par des variations barométriques ou autres - le débit du gicleur étant petit par rapport au cébit de la
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tuy-rutsrie sans fin principale.
& ) - Dispositif suivant revendications 1 - 5 caractérisé en ce que, à rendement hydraulique constant, la pression ae la pompe centrifuge varie selon le carré de la, vitesse de rotation; en ce que la résistance hydraulique globale des tuyauteries est proportionnelle du carré des vitesses d'écoulement du liquide combustible. en ceque les écoulements ont lieu suivant le principe de Torricelli.
7 )- Dispositif suivant revendications 1-6 caractérisé en ce que des variations au niveau constant précité par rapport gicleur PEUVENT ETRE TOLEREES A CONDITION d'employer ae grandes forces centrifuges..
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"DEVICE SERVING TO DOSAGE OF COMBUSTIBLE LIQUID IN AN APPROPRIATE AND AUTOMATIC WAY THE GAS MIXTURE USED
IN EXPLOSION ENGINES "
The subject of the present invention is a device serving to measure the gas mixture used in internal combustion engines in a suitable and automatic manner with combustible liquid.
This device, judiciously applied to an internal combustion engine, makes it possible to obtain mainly, as is generally sought, namely, a practically constant ratio (for example 1/10) between the weight of the combustible liquid and the fuel. weight of air contained in the cylinder at the end of the intake, at all engine operating speeds, that is to say at all rotation speeds normally achievable at each of the possible positions of the adjustable shutter usually placed in the 4 * intake piping of the internal combustion engine.
Fig: - 1 - represents, by way of example and very schematically, the device forming the subject of the present invention, produced with an internal combustion engine 1., Goes at the end, to four
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four-stroke cylinders, with crankshaft of the ordinary type, with controlled intake valves, with a single gas inlet 2, with the usual intake control shutter 3 the air being drawn in directly in the atmosphere by the internal combustion engine the law adopted for the metering of the gas mixture being the law of constancy of the rate of the metering, (for example 1/10).
A centrifugal pump 4 has its. internal turbine driven in a rotational movement by means of an endless chain. [or by any other equivalent means (gear train, etc ,,,,) receiving the movement of the crankshaft 6 of the engine at explosion, A pipe connects the discharge port with the inlet port of: the centrifugal pump,
The combustible liquid used to supply the internal combustion engine * maintained at a constant level 8 by any known means in a reservoir ± fills the assembly; of the aforesaid hydraulic circuit by means of a pipe 10 which terminates, in the favorable direction, as near as possible to the inlet of the centrifugal pump.
On the pipe ± is connected, preferably at the highest point. a pipe 11 which ends with a nozzle 12 whose outlet orifice is at the same level as the constant level 8; the jet. of combustible liquid coming out of this nozzle is directed into the engine intake piping. explosion. the pressure prevailing on the outlet of said nozzle is the same as the pressure prevailing on the constant level 8 of the combustible liquid in the tank 9.
To achieve this pressure equality, any known means can be used: for example., In the drawing, the jet of combustible liquid enters the. inlet piping by a small diameter nozzle remote from the nozzle orifice =; in this case it is therefore the atmospheric pressure which prevails at. the. times on the level ¯ it
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constant fuel liquid in the tank and on the outside of the nozzle outlet.
The flow rate of the nozzle is therefore essentially. than. the effect of the centrifugal force arising from the rotation of the centrifugal pump driven by the internal combustion engine.
All the hydraulic circuits are located below the constant level so that they are always filled with combustible liquid.
On the pipe 7, between the delivery orifice of the centrifugal pump and the branching of the pipe 11, is interposed an automatic valve constituted, by way of example ... in the following way: a piston 13 of diameter greater than the diameter of the pipe ± passes through said pipe and can slide parallel to itself in a cylinder 14; this movable piston carries an aperture 15 of suitable shape which can more or less block, as a result of the displacement of the piston, the section of passage of the combustible liquid circulating in the pipe 7.
The shape of the light 15, facing the liquid stream, is at. determine in all cases by experience; in the present case of the constancy of the rate of the dosage the shape of this lumen is such that the section of passage offered to the combustible liquid decreases as the speed of rotation of the engine at. explosion increases; (this form of light depends on the law of the dosage adopted).
The sliding of the mobile piston is obtained by a pressure created. by the combustible liquid as follows: one end of cylinder 14 constitutes a closed capacity where two pipes 16 and 17 end; the pipe!!. results, on the other hand, in the favorable direction, near 1? discharge port of the centrifugal pump; the pipe 17 ends, on the other hand, in the favorable direction. at the inlet of the centrifugal pump, The rotation of the centrifugal pump driven by the internal combustion engine is therefore in said capacity and therefore on the corresponding end of the @
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movable piston hydraulic pressure.
The other end of the
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cylinder 14 also constitutes a closed capacity where a pipe 18 connected on the other hand in the favorable direction ends,
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at the inlet of the centrifugal pump; when the engine is stopped the centrifugal pump does not turn and the piston
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mobile is in hydraulic equilibrium. In the latter case, a spring 19 is used to counterbalance the hydraulic pressure created on the other face of the mobile piston and from which it comes.
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to be spoken.
On the pipe 16 is interposed: an adjustable shutter 20, having a lumen of suitable shape, determined by experience.
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the movement of this shutter 20 is combined with the movement of 1 * shutter placed in the intake pipe of the engine. explosion, by means of a bar 21 or any other equivalent connection system so that the minimum
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the opening of the shutter 20 corresponds to the maximum opening of the shutter ¯3 and conversely * the minimum opening of the shutter 3 corresponds to the maximum opening of the shutter 20;
each fixed position of the shutter 3 (position between the maximum opening and the minimum opening) corresponds to a fixed position of the shutter $ 0 which allows the mobile piston to slide so as to maintain the dosage rate adopted practically perfectly for the entire range of speeds normally achievable with the considered position of
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the intake shutter.
The various members of the device may have the most suitable shapes for their function, FIG. 1 being essentially schematic,
In order to obtain a device giving as suitable a dosage as possible, care must be taken, for the establishment of the various organs, to satisfy as far as possible the following conditions:
1 / each piping circuit must, for an invariable position, present to the flow of the combustible liquid a coefficient of hydraulic resistance as well
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constant as possible for the various flow speeds of the combustible liquid (this condition noting sufficiently achieved by the straight and smooth pipes it is necessary to insert along the circuits, at the most favorable places, for the various pressure taps , pressure losses known in hydraulics to present at various flow speeds a more marked characteristic of coefficient constancy:
these pressure drops, * such as sharp bends, sudden changes of section or direction being sufficient to predominate in the general resistance of the circuit consider these additional pressure drops are not shown on drawing 2 / Use pipes of a sufficient diameter and flow velocities large enough to avoid capillary flow and thus have flows in the circuits governed by the Torrifelli principle,
3 / Build the centrifugal pump internally according to known principles and 1 * use rationally according to known principles so as to obtain between its discharge port and its inlet port total hydraulic pressures proportional to the square of its speed of rotation * 4 / give the hydraulic circuit passing through pipes 16 and 17 a minimum hydraulic resistance sufficient for the maximum flow rate of this circuit to be small compared to the total flow rate of the centrifugal pump; 5 / give the pipe 10 a low hydraulic resistance.
After having noted in advance by known means (tube of Sitôt, gas meter, etc.) the curves representative of the weights of air (or other usable gaseous fluids} * absorbed by the internal combustion engine in depending on the speed of rotation of said motor, it is possible to obtain in a practically perfect manner, by a judicious calculation of each of the constituent elements of the device (calculation carried out according to the known laws of hydraulics) the constant dosage rate that we have fixed beforehand, that is in this case: a tenth ,.
If a tap 22 is inserted between 1 * branch of pipe 11
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on pipe 1 and nozzle 12 a particular constant dosage rate is obtained for each fixed position of said tap (for example one position of said tap gives the general constant rate of 1/8; another position the constant general rate of
1/13; etc., etc...}; the maximum flow rate of the nozzle must be small compared to the flow rate of the pipe 7.
This tap is mainly used to give! 1 / great flexibility at the engine; 2 to ensure the corrections which may be required by the variations in the various heating powers of the various combustible liquids which may be used; 3 / to ensure the oorreotions which may be required by the variations in atmospheric characteristics, in particular on the occasion of a change in altitude, the control of said valve being able to be carried out, for example, by barometric variations or. other.
Regarding constant level 8, it should be noted that the absolute constancy of said level is quite difficult to obtain, especially when the device is part of a moving vehicle *
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faantj conventionally we can define the de8r of constancy (j ax the existing ratio J 5, dndit level 6 â-a -1-enre drione part ,, / 1 absolute height marlmurn that can exist between the practical level and the theoretical constant level passing through the orifice of the nozzle and chanter from the manometric height supplied by the centrifugal pump for a determined speed of rotation of the motor at.
explosion, 1000 revolutions per minute for example (for a given manometric height the said ratio is therefore all the smaller as the practical level merges better with the theoretical level passing through the orifice of the nozzle), does not change the value of this ratio by multiplying its two terms by the same factor we see that we can tolerate very significant absolute differences in height in establishing the practical level with respect to the nozzle under the express condition of 'accordingly increase the manometric height supplied by the centrifugal pump to. the considered speed of the internal combustion engine. 1,000 revolutions per minute, for example, by means of high peripheral turbine speeds.
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This very remarkable property of the insensitivity of the device to height deviations from level 8, as has just been explained, makes it possible, for example, to establish said level * first of all, by very rudimentary means. or again to take as the level the average level of a relatively distant feed tank, this average level not necessarily coinciding with the level of the nozzle. This insensitivity property makes it possible to use the device without appreciable disturbance during the convolutions of a machine capable of taking various positions in space, such as for example an airplane.
However, it is expressly specified that the preceding considerations on the establishment of the level in question are a particular case of the device * the fundamental principle of the said device comprising the obligation of a constant level coinciding with the level of the orifice of nozzle outlet,
The characteristics of the invention do not change by closing the pipe ± along line 23 and by removing the portion of the pipe between this line and the inlet of the centrifugal pump, this inlet opening no longer receiving that the three pipes 10, 17 and 18, Said pipe portion is established only to satisfy as much as possible the 4th of the conditions mentioned above and that it is necessary to observe for the establishment of the device.
This point is mentioned for the record because we have. always advantage to realize with the pipe ± the circuit closed of the drawing.
The characteristics of the invention are not changed by transporting the automatic valve along the mixed line of the drawing instead of placing it in the position shown in solid lines; in this case the light of the piston facing the
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, liquid current., form which encloses (being l-galemnt) cetarmine by experience * is such that the section of passage offered to the combustible liquid increases with the speed of the engine
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at. explosion increases (this form of light depends on the law of dosage adopted, in this case we have chosen the law of constancy of the rate of dosage). All the other conditions for re-establishing the automatic valve, * mentioned above .. are at. observe.
Obviously this position of the automatic valve can only be used if the pipe? exists completely as in the drawing. In the case. considering for the record the removal of the portion of pipe 7 the automatic valve does not
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can only be placed according to the initial position of the drawing,, .. drawn in solid lines; on this occasion, it is renewed * end. that it is better to realize with the pipe ± the closed circuit of the drawing. the characteristics of the invention are not changed by transporting the shutter 20 along the mixed line of the drawing instead of inserting it on the pipe 16 in the position shown in solid lines; in this box the light of this shutter must also be determined by experience;
the movement of this shutter 20 is combined with the movement of the shutter 3 placed in the engine intake pipe as before, but so that the minimum of the opening of the shutter 20 corresponds to the minimum of opening of the shutter 3 and that conversely the maximum opening of the shutter 20 orresonds to the maximum opening of the shutter 3} each fixed position of the shutter 20., enjoys the properties mentioned above at the occasion: from the initial position of this shutter 20- (Plotted in solid lines in the drawing).
It is specified that the device is applicable to all types of internal combustion engines. taking air directly or indirectly from the atmosphere or alternatively using any lean gas which the combustible liquid must enrich; in fact one of the remarkable properties of the device is the ease with which the flow rate of combustible liquid can be adapted in practice to the various cases which may arise for the constitution of the gas mixture. 101 of constant rate
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of the dosage law most generally sought and for this considered higher is not the only possible law; the dosage laws can be as numerous as the various conditions of use of internal combustion engines.
In general, it is advantageous to have in the internal combustion engine intake periods controlled as desmodromically as possible.
When the internal combustion engine is made up of several cylinders, the inlet pipe (s) should be laid out so that in one section of the inlet pipe where. pours a jet of combustible liquid, such as section 24, each cylinder inlet corresponds to the same nozzle flow duration when the internal combustion engine is running at uniform speed; where appropriate the pipe 11 comprises several nozzles all meeting the conditions specified above for the single nozzle the valve 22 being located, if applicable preferably upstream of the ramifications leading to the various nozzles, If necessary, the movements of the shutters d 'admission such that 3 are synchronous.
It is very expressly specified that the pump 4 must be a centrifugal pump and not a pump of another type, this condition is absolutely essential for obtaining the results indicated in the present description.
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SUMMARY - R a V îâ N B 1 G A -
Device serving to proportion in combustible liquid in an appropriate and automatic manner the gas mixture used in internal combustion engines, the fundamental characteristic of which is to discharge into the air (or any lean gas) admitted by the internal combustion engine. a combustible liquid jet, the determining cause of which is due to the centrifugal force arising from the rotation of the internal combustion engine;
this
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centrifugal force also serving to adapt the flow of the combustible liquid to the flow of air (or any lean gas) so as to obtain a metering rate of the gas mixture obeying a law fixed in advance, in general this law being that the constancy of the rate of the gas mixture for all operating speeds of the internal combustion engine. a) a centrifugal pump controlled by the explosion engine causes the combustible liquid to move in an endless hydraulic circuit formed by said centrifugal pump and by a pipe connecting the discharge orifice to the inlet of the centrifugal pump;
at the inlet of the centrifugal pump also ends a pipe connected to. a tank containing the combustible liquid maintained at. a constant level on the above-mentioned endless hydraulic circuit is connected to a pipe leading to a nozzle, the outlet of which is at the same level as the above-mentioned constant level;
the. same pressure prevails on the outlet of the nozzle and on the constant level the jet of the nozzle being directed in the intake pipe of the engine to. explosion all the hydraulic circuits are below the level, constant, b) an automatic valve inserted in the endless hydraulic circuit. previously stated - in. a) adapts the jet of combustible liquid to the law set at. advance;
this automatic valve being controlled by the variations in hydraulic pressures recorded at a point of another fuel liquid circuit derived between the delivery orifice and the inlet of the centrifugal pump, the hydraulic resistance of this circuit being combined with the aerodynamic resistance of the intake piping of the combustion engine so that these two resistances vary together appropriately; the maximum derivative flow must be small compared to the total flow of the centrifugal pump.
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c) an independently controlled valve interposed between the branch of the nozzle pipe and the nozzle itself, a valve capable of being controlled if necessary by barometric or other variations;
when using this valve, the maximum flow rate of the nozzle must be small compared to the flow rate of the endless circuit mentioned in a). d) the centrifugal pump must be used rationally to give hydraulic pressures proportional to the square of its speed of rotation; circuits established to give flow rates governed by the Rorricelli principle; the toyau supplying the device with combustible liquid having low hydraulic resistance.
CLAIMS 1) - Device for the adjustable and automatic dosage of liquid fuel in internal combustion engines, characterized in that the pressure of a CENTRIFUGAL PUMP actuated by the engine is the DETERMINING cause of a jet of combustible liquid directed into the intake pipe of the explosion engine, said centrifugal pressure also serving to actuate an automatic valve which governs the flow of combustible liquid according to the flow of air in the explosion engine so as to obtain a metering rate of the gas mixture in agreement with a previously defined dosage law.
2 Device according to claim 1) characterized 'in that the pressure pipe going to the nozzle is branched onto an endless main hydraulic circuit connecting the outlet to the inlet of the centrifugal pump which is fed by a reservoir constant level; THE NOZZLE ORIFICE BEING ON THE SAME LEVEL AS THE ABOVE CONSTANT LEVEL, all the hydraulic circuits being below said level.
3) - Device according to claims 1) and 2 charac- terized in that the aforementioned automatic valve located on the wire
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main endless circuit is controlled by the effect of hydraulic forces counterbalanced by a spring, said hydraulic forces being provided by a circuit 6 in bypass on the centrifugal pump, said automatic valve regulating the circulation of the combustible liquid in general and the quantity injected in particular, according to the dosage law adopted.
4) - Device according to claims 1-3 characterized in that the hydraulic resistance of the bypass circuit actuating the aforementioned automatic valve is combined with the resistance to THE FLOW OF AIR in the intake pipe of the engine, so that that these two resistances vary together in an appropriate way.
5) - Device according to reverdi cations 1-4 characterized in that the hydraulic pressure in the nozzle can be adjusted by a wheel to ootenir a particular constant -dosing rate of the flow rate of the edible liquid to said nozzle according to the non¯nées positions of said rooinet; this rocinet possibly controlled by barometric or other variations - the flow rate of the nozzle being small compared to the flow rate of the
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main endless tuy-rutsrie.
&) - Device according to claims 1 - 5 characterized in that, at constant hydraulic efficiency, the pressure ae the centrifugal pump varies according to the square of the rotational speed; in that the overall hydraulic resistance of the pipes is proportional to the square of the flow velocities of the combustible liquid. in that the flows take place according to the Torricelli principle.
7) - Device according to claims 1-6 characterized in that variations at the aforementioned constant level relative to the nozzle CAN BE TOLERATED ON CONDITION of using ae large centrifugal forces.