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Régulateur de pression du combustihle
EMI1.1
¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯.¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ pour moteur à combustlon-interne
Dans les carburateurs pour moteurs à combu- stion internes il est nécessaire, pour obtenir une cer- taine précision du débit des calibrages;, d'alimenter ces calibrages sous une pression bien déterminée. On réalise le plus souvent cette pression bien déterminée à l'aide d'une cuve à flotteur.
La cuve à flotteur présente l'inconvénient de ne pas fonctionner lorsqu'elle est renversée; cet in- convénient est grave pour les carburateurs d'aviation, le vol acrobatique nécessitant la marche du moteur dans
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,toutes les positions, et même dans la position complètement renversée dans le vol sur le dos.
La présente invention a pour objet un dispositif qui est destiné à remplacer la ouve à flotteur et dont le fonction- nement n'est pas influencé par l'orientation de l'appareil.
Le principe de la cuve à flotteur est le suivant ; combustible présente dans la cuve une surface libre soumise à une pression bien déterminée, par exemple, la pression at- mosphérique. Une soupape contrôle l'entrée du combustible dans la cuve; les déplacements de cette soupape sont liés aux dé- placements de la surface libre du dumbustible dans la cuve, Cette liaison est réalisée par unfflotteur qui suit les va- riations du niveau et qui commande la soupape.
Le niveau se stabilise dans une position invariable et établit, ainsi en un point fixe, une pression bien déterminée qui est la pres- sion transmise à la cuve,
Dans le dispositif qui fait l'objet de l'invention, la surface libre de la ouve est remplacée par une surface de contact entre le combustible aonternz dans la cuve et une membrane déformable soumise sur sa face extérieure à une pression bien déterminée, La soupape de combustible est re- liée à ladite membrane et suit, par conséquent, les déplace- ments de la membrane. Les points du combustible qui sont en contact avec la membrane sont soumis à la pression déterminée que l'on exerce sur la face extérieure de ladite membrane si celle-ci n'a pas de réaction élastique et si elle n'est pas chargée.
En particulier, si la membrane est soumise simplement à la pression atmosphérique, la surface de contact entre'le liquide et la membrane est elle-même à la pression atmosphéri- que, comme la surface libre dans une cuve à flotteur,
Si la pression tend à augmenter dans la cuve, la membrane
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se tend et ferme la soupape de combustibleo Si la pression r baisse, la membrane se déprime et ouvre le pointeau de com- bustible.
Comme dans le cas d'une cuve à flotteur, on réalise donc une surface de position fixe dans laquelle la pression est bien déterminée,:.
La membrane du dispositif qui fait l'objet de l'invention n'est pas nécessairement horizontale et elle peut avoir une orientation quelconque, la pression qui règne au centre de gravité de la membrane étant indépendante de cette orientation.
L'invention comporte également un mode de réalisation particulier qui permet de réaliser, en un point du conduit de combustible reliant la cuve au corps du carburateur, une charge déterminée indépendante de l'orientation de 1*'appareil et indépendante des efforts d'inertie auxquels peut être sou- mis l'appareil et les masses liquides qu'il contient lors d'un mouvement accéléré. On pourra placer en ce point soit un gicleur soit l'orifice de sortie du canal de combustible.
La description qui va suivre en regard du dessin annexa donné à titre d'exemple fera bien comprendre la manière dont peut être réalisée l'invention.
La fige 1 représente schématiquement un mode de réalisa- tion de l'invention.
Les fig. 2 et 3 représentent des variantes de la fig. 1 dans lesquelles la membrane est chargée par un ressort.
La fig, 4 représente un dispositif dans lequel l'influence des forces d'inertie est éliminée.,
La fige 5 représente 1?application de l'invention à l'alimentation d'un gicleur noyé sous une charge constante et indépendante des efforts d'inertie.
La fig. 6 représente une variante de réalisation de
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l'invention dans laquelle la membrane est soumise sur sa r face extérieure à la pression régnant dans la prise d'air du carburateur.
La fig. 7 représente une variante de la fig, 1 dans la- quelle la membrane n'attaque pas directement la soupape de combustible,
La fig. 8 représente un mode de réalisation de l'invention comportant plusieurs membranes.
Dans le dispositif représenté à la figé 1, le combustible est amené sous une certaine charge par le conduit 1 communi- quant avec la cuve 2 par l'orifice 3 contrôlé par la soupape 4.
La cuve 2 est munie d'un canal de sortie de combustible 5 alimentant la sortie de combustible 6 par 1+intermédiaire de l'orifice calibré 7; la sortie de combustible 6 est disposée dans un diffuseur 8. La cuve 2 est fermée & sa partie supé- rieure par une membrane déformable 9 qui n'a pas de réaction élastique et qui est reliée, en son centre, par une tige 10 à la soupape 4. De préférence, la membrane 9 n'est pas exten- sible. La face extérieure de la membrane 9 est soumise à la pression atmosphérique, la face intérieure étant baignée par le combustible.
Dans le plan X-X, comprenant la face Intérieure de la membrane 9, le liquide est soumis à la pression atmosphérique qui s'exerce à travers la membrane 9. Ce niveau X-X joue donc exactement le rôle de la surface libre d'une cuve à flotteur.
Si le niveau de combustible tend à monter dans la cuve 2, la membrane 9 âe soulève et ferme le pointeau 4. Si le niveau tend à baisser, la membrane se déprime et ouvre le pointeau 4.
La membrane 9 n'est pas nécessairement horizontale, et le fonctionnement du dispositif est le même, quelle que soit l'orientation; la pression du liquide au contre de gravité de la membrane reste toujours égale la pression atmosphérique membrane reste toujours égale pression atmosphérique
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quelle que soit lorientation,,
Dans le dispositif de la fig. 1, on crée, en un point déterminée à savoir le centre de gravité de la membrane, une pression égale à la pression atmosphérique, On peut établir en ce point une pression différente, comme le montrent les figé 2 et 3.
Sur la figo 2, la membrane 9 est chargée par un ressort 11. La pression du ressort 11 se répartit sur la surface du liquide qui baigne la membrane et met ainsi la cuve 2 en charge. Le mécanisme de la fermeture et de l'ouverture de la soupape 4 n'est pas modifiée la pression d'équilibre étant supérieure à la pression atmosphérique au lieu de lui être égale, Il va de soi que la pression d'alimentation dans le conduit 1 devra être suffisante pour repousser la membrane chargée 9 lorsque la soupape est ouverte en grand.
La cuve 2 pourra être, par exemple, disposée au des- sous du diffuseur 80 le ressort 11 étant taré de manière à équilibrer la charge exercée par la colonne liquide contenue dans le conduit de sortie 5, la charge étant nulle à l'extrê- mité 6 du canal 5.
L'aotion du ressort 11 pourra être remplacée par l'elas- ticité propre de la membraneo
Dans la fig. 3, le ressort 11 agit sur la membrane 9 dans le sens de la fermeture de la soupape 4 au lieu d'agir dans le sens de l'ouverture comme dans la fig. 2. Dans ces conditions. la pression déquilibre dans la cuve 2 est infé- rieure à la pression atmosphérique et le ressort 11 pourra .être taré de manière que la charge soit nulle à la sortie 6 du oanal 5.
Les deux dispositifs représentés aux figures 2 et 3 sont donc équivalents à une cuve à flotteur dont le niveau
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passerait par l'extrémité 6. Ces dispositifs présentent sur r une cuve à flotteur l'avantage de pouvoir être placés à une hauteur quelconque par rapport à la sortie 6, le ressot 11 étant taré en conséquence.
Il est bien entendu que le ressort 11 ne sera pas néces- sairement taré de manière à obtenir une charge nulle en 6,
Dans les fig, 1 à 3, la pression est invariable au centre de gravité de la membrane 9 quelle que soit l'inclinaison de l'appareil mais la charge au gicleur 7 ou encore à la sortie 6 varie suivant cette inclinaison.
Si l'on renverse complètement les dispositifs des fig.
2 et 3, on voit que la charge en 6 aura augmenté de deux fois la hauteur h qui sépare la sortie 6 du centre de gra- vité 12 de la membrane 9 dans le cas de la fig. 2 ; elle aura diminué de deux fois cette hauteur dans le cas de la 4. 3.
Cette variation de charge ne présente généralement pas grand inconvénient, mais on peut l'éviter en remplaçant l'action du ressort 11 par Inaction d'un poids', comme le montre la fige 4.
Sur la fige 4, la membrane 9 est chargée par un ressort 13 qui, en répartissant sa pression sur la totalité de ladite membrane, équilibre la pression d'une colonne liquide de hauteur - h. La membrane étant supposée horizontale, la hauteur est la distance verticale- à la membrane 9 de l'extrêmité 6 que l'on veut soustraire aux variations de charge.
Lors d'une inclinaisons de l'appareil la composante P' du poids 13 perpendiculairement à la membrane 9 et la hauteur h' de la sortie 6 au dessus du centre de gravité 12 de la membrane varient dans le même rapport et par consé- quent la charge en 6 ne varie pas, à condition toutefois que l'on ait soin de placer la sortie 6 sur la normale à la
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membrane 9 passant par le centre de gravité 12 de la sur- face de la membrane,,,
Le dispositif de la fig. 4 peimet donc de réaliser en un point déterminée qui sur la figure est l'orifice de sortie du canal de combustible, une charge nulle, quelle que soit l'orientation de l'appareil.
Si en plus du poids 13, un ressort charge la membrane 9 on pourra obtenir, en un point déterminé, une charge constante et non nulle, indépendante de 1 inclinaisons un tel dispositif est représenté à la fige. 5. Sur cette fi- gure, la membrane 9 est chargée à la foie par le poids 13 et par le ressort 11. Le combustible provenant de la cuve 2 alimente, par un gicleur noyé 14, un puits 15 ouvert sur l'atmosphère en 16, 1 air provenant de l'orifice 16 émul- sionne le combustible provenant de 14 et le combustible émulsionné est délivré par le canal 17 à la sortie d'émul- sion 6 située dans le diffuseur 8.
Si 1'l'on veut que le gicleur 14 soit alimentésous une charge constante, égale à la hauteur a du plan horizontal X-X passant par 6 au dessus du gicleur 14, lorsque la membrane est horizontale, on détermine le poids 13 de ma- nière que la pression qu'il exerce sur le liquide équilibre une colonne de hauteur .1 égale à la distance verticale du gicleur 14 au plan horizontal de la membrane 9, et on tare le ressort 11 de manière qu'il exerce sur le liquide une pression équilibrant une colonne liquide de hauteur a.
Dans ces conditions, le dispositif fonctionnera exacte- ment comme si le gicleur 14 était alimenté par une cuve à flotteur de niveau X-X. Si le gicleur 14 est situé sur la normale à la membrane 9 passant par le ce nt re de gravitéde oelle-oi, le gicleur 14 sera alimenté sous une charge
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constante représentée par une hauteur liquide a, quelle que soit l'orientation du dispositif et quelles que soient les forces d'inertie agissant sur ce dispositif, Notamment, l'influencede la force centrifuge dans une direction quel- conque est complètement éliminée.
Le plus souvent, il suffit d'éliminer l'influence sur la charge des inclinaisons ou des forces dinertie parallèles à un plan vertical déterminé, sans qu'il soit nécessaire d'éliminer 1' influence dune inclinaison quelconque. Notam- ment, dans le cas de l'alimentation d'un moteur davion, il suffit d'éliminer l'influence des inclinaisons parallèles au longitudinal de l'avion. Les fortes inclinaisons dans ce plan correspondent à la montée en chandelle ou au vol piqué, On élimine en même temps l'influence des accélérations verti- cales dues à la houle aérienne. Les inclinaisons ou les accélérations transversales à l'appareil sont généralement négligeables ou très momentanées.
Si l'on désire éliminer seulement l'influence des incli- naisons et des forces d'inertie parallèles à un plan vertical déterminé, on pourra déplacer le gicleur 14 (d'une manière plus générale, le point où 1''on veut réaliser une charge in- dépendante desdites inclinaisons) sur une horizontale per- pendiculaire audit plan vertical. Lors des inclinaisons paral- lèlement audit plan, la membrane tournera autour d'une hori- zontale contenue dans son plan et perpendiculaire audit plan vertical. On dispose ainsi dune latitude de montage plus large qui bien souvent est précieuse.
De même que dans une cuve à flotteur, on peut faire va- rier la pression qui s'exerce dans la cuve aux la surface libre du. combustible et modifier ainsi la charge, on pourra.. dans le dispositif qui fait l'objet de l'invention, faire
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varier la pression s'exerçant sur la membrane 9, le résultat r étant identique à celui que l'on obtient avec une cuve à flotteur,.
A titre d?exemple, on a représenté sur la fig. 5 un dispositif permettant de transmettre à la membrane une frac- tion de la dépression qui règne dans le corps du carburateur.
La cuve 2 est surmontée par une chambre 18 communiquant avec l'atmosphère par un orifice calibré 19 et communiquant aveo la section rétrécie du diffuseur 8 par un conduit 20 muni d'un calibrage 21. La charge du gicleur 14 varie alors comme la dépression dans la chambre 18.
On pourra également, dans le cas d'un moteur d'avia- tion où la vitesse de l'avion est utilisée pour créer une surpression dans la prise d'air, soumettre la membrane à l'action de cette surpression en reliant la chambre 18 avef la prise d'air. Cette variante a été représentée à la fig.6; sur cette figure, un conduit 33 relie à la prise d'air 34 le oompartiment 18 adjacent à la face extérieure de la membrane 9 fermant la cure 2, La même disposition est applicable dans ie cas où l'air est fourni au carburateur par un compresseur suralimentant le moteur.
La surpression oréée par le courant d'air étant d'ori- gine dynamique, l'action qu'elle exerce sur la, membrane 9 dé- pend de l'orientation suivant laquelle le conduit 33 débouche dans la prise d'air 34 et dépend également de la section du conduit 33. Il est prévu de déterminer les dimensions rela- tives de la membrane 9 et du conduit 33 ainsi que la force du ressort 11 de manière à obtenir sur la membrane 9 l'effet dy- namique que 1 on désirera; notamment,, on pourra prévoir sur le conduit 33 un orifice calibré 35.si le conduit 33 est recti- ligne et est dirigé dans le sens du courant d'air, on pourra transmettre à la membrane 9 une très forte surpression.
Bi l'on désire n'utiliser qu'une partie de,la surpres-
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!'lion régnant dans la prise d'air, on reliera le compartiment 18 à l'atmosphère par un orifice calibré 36 de manière à créer une fuite d'air par cet orifice. Le rapport entre les sections des orifices calibres 35 et 36 déterminera la frac- tion de la surpression transmise à la membrane 9, Cette surpression transmise pourra être réglée au moyen d'un pointeau 37 contrôlant l'orifice 36.
Sur la fig, 6, on a représenté une membrane chargée par un ressort 11, mais la membrane pourra également être chargée par l'action d'un poids* ou par Inaction combinée d'un poids et d'un ressort ou encore ne pas être chargée du tout, comme dans le cas de la fig, 1
Il est évident que les fig, 1 à 5 sont purement schématiques et que les schémas qu'elles représentent pourront être modifiés de bien des manières dans le détail sans pour cela sortir de l'invention.
Notamment, la liaison mécanique entre la membrane 9 et le pointeau 4 pourra être modifiâe, cette liaison pouvant être réalisée par exemple au moyen d'un système de leviers; elle pourra également .être unilatérale, la membrane commandant seulement la fermeture de la soupapes,
Cette liaison mécanique pourra être aussi variée que les liaisons entre flotteur et soupape dans les cuves à flot- teurs connues; il suffira que cette liaison soit telle que le déplacement de la membrane qui correspond à une augmenta- tion de volume de la cuve,, provoque la fermeture de la saupape,
Les dispositifs de détail tels que guidage de la sou- pape, guidage de la membrane etc.,, n'ont pas non plus été représentés.
Sur la fig, 6, on a représenté, à titre d'exemple, une variante du dispositif de la fig. 1 dans laquelle la
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membrane 9 n'attaque pas directement la soupape 3. Sur cette figure, la membrane9 attaque par l'intermédiaire de la tige 10 et du levier 23p articulé autour de 1$axe 24, l'extrémité de la queue 22 de la soupape 3 qui traverse le guidage 25. Le prolongement 31 de la tige 10 est guidé en 32. Lorsque la membrane se soulève, elle provoque la fermeture de la soupape- l'ouverture de la soupape est provoquée par la pression du combustible délivré par le conduit 1.
Si la membrane 9 est chargée par un poidst ce poids pourra égala ment agir indirectement sur ladite membrane; il pera placé,, par exemple, en 26 à l'une des extrémités du levier 23. La démultiplication que permet le levier 23 conduit à un poids plus faible que celui qui, appliqué di- reotement sur la membrane 9, serait nécessaire pour obtenir le même efforts
Enfin, comme dans le cas des cuves à flotteur, la membrane unique 9 pourra être remplacée par plusieurs membra- nes partielles reliées entre elles mécaniquement et comman- dant par leur action combinée la soupape 3.
Les diffé- rentes dispositions ci-dessus décrites pourr ont être appli- quées à chacune des membranes partielles
Ou pourra encore,) dans ce cas, éliminer en un point où sera, par exemple, placé un gicleurs 1' influence des inclinaisons et des forces d'inertie, parallèles à un plan vertical déterminéou encore 1*'influence des incli- naisons et des forces d'inertie sexerçant dans une direc- tion quelconque.
A titre d'exemple, on a représenté à la fig. 7, un dispositif où la soupape de combustible est commandée par Inaction combinée de deux membranes paxallèles 27 et 28 dont les centres de gravité sont reliés par une tige 29.
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Il est facile de voir que dans ce dispositif, le point indif- férent aux accélérations est situé en un point 30 de l'axe 29 tel que les produits de sa distance à chacune des membra- nes par la surface de celle-ci soient étaux.
D'une manière plus générale, dans un système de mehbra- nes parallèles baignées sur l'une de leurs faces par le combustible et sur l'autre par un fluide gazeux dont l'iner- tie est négligeable, les déplacements desdites membranes étant solidaires le point qui joue le rôle du centre de gravité de la membrane unique de la fig, 5 est encore le centre de gravité de l'ensemble des surfaces des diverses membranes en ayant soin de compter positivement les surfa- ces des membranes baignées par le combustible sur leur face tournée vers une direction, et négativement celles dont la face tournée vers la direction opposée est baignée par le combustible,
Si l'on réalise des liaisons mécaniques plus compliquées (leviers etc.),
on déterminera dans chaque cas particulier le point indifférent aux accélérations de toutes directions, ou encore le lieu des points indifférents aux accélérations parallèles à un plan vertical donné, On placera en ce point ou en un de ces points un gicleur, ou dune manière plus générale, un orifice alimenté en combustible pur et à la sortie duquel le combustible est mélangé à de l'air.
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