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"Dispositif de réglage de la carburation du mélange alimentant un moteur à explosion ".
On sait que pour réaliser la puissance maximum qu'un moteur à explosion est susceptible d'atteindre avec un carburant déterminé, il faut, d'une part, utiliser un excès déterminé de carburant par rapport à la proportion de carburant et d'air comburant correspondant au mélange théo- rique dit de combustion complète et, d'autre part, réaliser dans les cylindres, à la fin de leur phase d'aspiration, la plus forte densité de chargement possible pour le mélange explosif admis,
A cette allure du moteur, le papillon d'étranglement de la conduite d'aspiration de celui-ci se trouve dans sa position de complète ouverture.
Mais, dès qu'on ne désire plus réaliser la puissance maximum que le moteur peut développer et qu'on ne lui demande plus qu'une puissance réduite -ce qui est souvent son régime normal de fonction- nement- on doit désirer réaliser le plus haut rendement thermique ou, ce qui revient au même, la plus petite consommation de carburant par cheval développé, dénommée ci-après la plus petite consommation spécifique.
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On sait que pour réaliser ce régime qui est celui le plus économique, il faut, d'une part, utiliser un excès déterminé d'air par rapport à la proportion de carburant et d'air comburant correspondant au mélange théorique dit de combustion complète et, d'autre part, assurer la valeur optimum de cette composition à toutes les puissances partielles du moteur, malgré les variations de la dépres- sion et la turbulence dans le diffuseur résultant des changements de position du papillon d'étranglement et des variations de vitesse de rotation du moteur, Il faut aussi tenir compte de la variation de compression dans les cy- lindres.
Les carburateurs dits "automatiques" essayent de satisfaire à ces divers desiderata soit en réalisant, par des modifications du nombre des gicleurs en service, des variations de la richesse en carburant du mélange de car- burant et d'air, soit en réalisant des variations de l'ap- pel d'air réagissant différemment sur les gicleurs.
On peut ranger parmi cette dernière catégorie de car- burateurs, les carburateurs avec gicleur dit "en dérivation" parce qu'ils se trouvent montés, hors du diffuseur, dans une conduite reliant le diffuseur à l'air libre. Ces car- burateurs ont le seul avantage de mieux réaliser une car- buration de composition se rapprochant de la constance, et ce malgré les variations de la dépression dans le diffuseur on doit y ranger aussi les carburateurs "avec soupape' commandant une lumière en communication avec l'atmosphère.
La soupape est mue par un piston soumis, d'une part, à la dépression créée par le moteur en amont du papillon d'étran glement et, d'autre part, à l'action antagoniste d'un res- sort. Lorsque la dépression créée par le moteur est faible, la lumière est complètement fermée. Lorsque la dépression augmente au niveau du gicleur, soit parce qu'on ouvre
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l'organe d'étranglement, soit parce que le moteur tourne plus vite, et que, de cette augmentation de la dépression, il tend à résulter un enrichissement de la carburation, la soupape ouvre progressivement la lumière et tend à maintenir constante la composition du mélange d'air carburé.
Dans ces dispositifs de régulation par l'air, on a uniquement recherché et obtenu, avec plus ou moins de succès d'ailleurs, une constance relative de la composition de l'air carburé, sans pouvoir envisager de satisfaire aux autres conditions primordiales, données ci-avant., du ' meilleur fonctionnement aux deux régimes types de la puis- sance maximum et de l'économie maximum.
Aucun de ces systèmes connus de régulation par l'air ne saurait réaliser notamment le passage, au moment oppor- tun, de la carburation économique à la carburation plus riche exigée avec le papillon complètement ouvert pour le développement de la puissance maximum du moteur : exem- ple, la soupape automatique s'ouvre alors complètement sous l'action de la dépression maximum, alors qu'elle de- vrait, au contraire, s'étrangler pour passer de la carbu- ration d'économie à la carburation plus riche de puissance.
De même, dans le système de carburation dit "en dérivation" cité plus haut, le dispositif de distribution d'air ne prévoit rien pour enrichir la carburation en vue de la puissance maximum correspondant à la dépression maximum.
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Enfin, O@ t 1? e '0 r. é g, '..1.1 .8' t' .t o:.n: :;. obtenue uniquement par la dépression de l'air, ne comporte aucun élément qui pourrait tenir compte d'une variation de la richesse de la carburation la plus économique aux diverses charges partielles d'alimentation, nécessitée par l'allumage et la propagation de la combustion dans le mélange carburé aspiré avec une faible densité de chargement.
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le dispositif suivant l'invention maintient à tous les régimes une position déterminée du ou des gicleurs et modifie la carburation et la densité de chargement du mélange dans les cylindres par la création d'une prise d'air supplémentaire à travers $ne lumière dont la section utile peut être modifiée au moyen d'un obturateur, cette lumière débouchant dans le carburateur en aval du diffuseur.
L'obturateur de la lumière de cette prise d'air variable est commandé par une liaison mécanique avec le pivot du papillon d'étranglement ou, d'une manière plus générale, avec le dispositif de commande de l'organe d'étranglement de la conduite d'aspiration du moteur.
Cet obturateur et sa commande sont tels que, dans toutes les positions du papillon, d'étranglement corres- pondant aux régimes de puissance partielle du moteur, l'air supplémentaire réalisant exactement la carburation la plus économique peut pénétrer dans la conduite d'aspiration, tandis que, pour la position de pleine ouverture de ce papillon,correspondant à la puissance maximum du moteur, l'air supplémentaire ne peut plus pénétrer dans la conduite d'aspiration que dans la proportion donnant la carburation plus riche avec une densité de chargement plus forte permet- tant d'atteindre cette puissance maximum.
Pour un moteur de cylindrée déterminée, non pourvu de la prise d'air supplémentaire suivant l'invention, mais muni d'une large conduite d'aspiration afin de réaliser la plus forte densité de chargement possible, demandée pour la réalisation de la puissance maximum, la nécessité d'assurer encore une bonne carburation, par un fonctionnement correct du gicleur à toutes les charges du moteur, impose une limi- te maximum au calibre du diffuseur, et aussi à celui du gicleur.
Suivant l'invention, la puissance maximum que ce moteur
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peut développer ainsi est alors encore augmentée par l'ad- jonction de la prise d'air supplémentaire débouchant dans la conduite d'aspiration en aval du diffuseur du carburateur et par l'emploi d'un gicleur plus large. Le mélange d'air carburé réalisé au diffuseur même est donc plus riche en carburant que le mélange optimum permettant au moteur d'atteindre sa plus grande puissance. La richesse de ce mélange est ensuite abaissée, en aval du diffuseur, par addition de l'air admis par la prise d'air supplémentaire et cela jusqu'à réaliser finalement la carburation optimum en même temps qu'une augmentation appréciable de la densité de chargement.
Le gicleur utilisé dans le carburateur ainsi équipé a une plus grande section que celle du gicleur monté dans un carburateur non muni de la prise d'air supplémentaire suivant l'invention, cette augmentation de section doit évidemment être proportionnée à la section de la lumière de prise d'air supplémentaire en régime de puissance maximum.
Si on considère successivement différents moteurs équi- pés de cette façon avecune prise d'air de plus en plus gran- de et un gicleur correspondant, on constate que la puissance maximum développée effectivement par le moteur va d'abord en croissant avec les sections correspondantes de la lumière et du gicleur. ce résultat s'explique par l'augmentation résultante de la densité de chargement des cylindres en air carburé. Cette augmentation est surtout importante aux grandes vitesses angulaires du moteur et aux fortes dépres- sions. Cependant, cette augmentation de la puissance déve- loppée atteint bientôt un maximum pour des sections optima correspondantes de la lumière et du gicleur, puis diminue rapidement lorsque ces sections sont dépassées.
Ce dernier résultat s'explique par une diminution exagérée de la dépres-
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sion au niveau du gicleur et ayant pour cause l'existence d'une trop grande lumière de prise d'air supplémentaire, ce qui contrarie le fonctionnement correct du gicleur et paralyse la carburation. D'ailleurs, la densité de chargement obtenue par l'aspiration des cylindres ne peut non plus dépasser un maximum théorique correspondant à une dépression nulle.
Suivant lesexpériencesconduites par l'inventeur avec un moteur à 4 cylindres de 1,300 litre de cylindrée et un carburateur de 30 mm de la marque "Solex" alimenté à l'air froid ambiant, avec diffuseur de 18 mm., gicleur prin- cipal de 1,05 mm., gicleur de ralenti de 0.55 mm. et une con- duite d'aspiration ayant, en aval du diffuseur dans la région où est monté le papillon d'étranglement, une section circu- laire de 30 mm de diamètre, la puissance maximum la plus élevée (puissance maximum maximorum) a été obtenue par une lumière de la prise d'air supplémentaire ayant une section égale à 6 % de celle de la conduite d'aspiration à l'endroit indiqué ci-de ssus . A cette lumière,
il faut faire corres- pondre un gicleur dont la section vaut 130 %- de celle du gicleur de puissance maximum tel qu'il existe dans le même moteur non pourvu de la prise d'air supplémentaire.
Lorsque la section de la lumière est comprise entre 4 @ 8 '.de celle de la conduite d'aspiration à l'endroit indiqué, la section du gicleur doit être de 120 à 140 % de celle du gicleur de puissance maximum tel qu'il existe dans le même moteur non pourvu de la prise d'air supplémentaire.
D'ailleurs, l'expérience a montré que ces sections optima pour la lumière et le gicleur peuvent être maintenues prati- quement, pour toutes les vitessesangulaires du moteur, aux valeurs ci-dessus définies par les essais aux vitesses angu- la ires moyennes.
Dans les conditions les plus favorables, aux grandes
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vitesses angulaires du moteur essayé, c'est-à-dire vers 3.000 tours par minute, l'expérience a permis de constater une augmentation d'environ 15% pour la puissance maximum maximorum comparativement à la puissance maximum développée par le même moteur lorsque la lumière de prise d'air addi- tionnel est complètement fermée et'que le moteur est muni du gicleur de puissance correspondant; de plus, cette puissance maximum maximorum suivant l'invention a été ob- tenue à une vitesse angulaire du moteur supérieure de 13 % environ à la vitesse angulaire où se produit la puissance maximum maximorum en l'absence de prise d'air supplémen- taire.
Suivant une variante de l'invention, on peut aussi, au lieu d'enrichir² par une augmentation de la section du gicleur, la carburation réalisée dans le diffuseur, con- server le gicleur correspondant à l'absence de prise d'air supplémentaire et réchauffer l'air destiné à la carbura- tion, avant son entrée dans le carburateur, par exemple par le passage de tout ou partie de cet air près de l'échap. pement du moteur, près de l'eau de refroidissement ou enco- re au travers du carter d'huile. Ce réchauffement de l'air permet aussi d'obtenir une carburation plus riche au gi- cleur en même temps qu'une vaporisation plus parfaite du carburant dans l'air.
L'expérience a permis de constater que dans de telles conditions, et avec de l'air préchauffé entre 50 et 70 C, le moteur essayé développait sa puissance maximum avec une lumière de prise d'air supplémentaire ayant une section valant 3 % de celle de la conduite d'aspiration dans la région déjà indiquée. Cette puissance restait sensiblement la même pour une section de la lumière de prise d'air sup- plémentaire comprise entre 2 et 4 % de celle de la conduite d'aspiration dans la région déjà indiquée.
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Des températures plus élevées de l'air pré-réchauffé conduisent à une diminution de la puissance maximum, par suite de la diminution de la densité de chargement résul- tant de l'aspiration d'un mélange plus chaud.
,On passe du régime de puissance maximum du mo- teur à celui des puissances partielles en étranglant la conduite d'aspiration au moyen d'un papillon ou d'un bois- seau commandé par la pédale de l'accélérateur. Pour simpli- fier l'exposé, on supposera dans la suite que l'étrangle- ment est effectue par la manoeuvre d'un papillon.
On désire alors passer aussi de la carburation riche du régime de puissance maximum à celle sensiblement plus pauvre du régime le plus économique pour lequel la consom- mation spécifique est minimum.
Suivant l'invention, ce résultat est obtenu par un rapide déplacement de l'obturateur de la section de la lu- mière de prise d'air supplémentaire, tel que cette section augmente rapidement quand l'organe d'étranglement de la conduite d'admission s'éloigne de la position correspondant à la puissance maximum. Le passage du régime de carbura- tion de puissance à celui d'économie doit, par exemple, être complètement réalisé lorsque le papillon d'étrangle- ment de la conduite d'aspiration du moteur s'est écarté d'un angle de 20 à 25 de sa position de pleine ouverture.
Les expériences faites par l'inventeur ont montré qu'en maintenant alors en service le gicleur correspondant à la puissance maximum maximorum, le passage du régime de la carburation de puissance à celui de la carburation d'é- conomie le plus voisin -et ce par une rotation de 20 à 25 du papillon d'étranglement -exige une augmentation de sec- tion de la lumière de prise d'air supplémentaire correspon- dant à 6 à 10% de celle de la conduite d'aspiration dans le régime où est monté le papillon d'étranglement, avec
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une valeur optimum de 8 % environ.
Ainsi, à une lumière dont la section de puissance maximum vaut 6 % de celle de la conduite d'alimentation, correspond une section d'économie maximum, obtenue après une rotation de 20 à 25 du papillon d'étranglement, va- lant @@ 6% + 8% = 14% environ de la section de la même conduite. La section totale en régime d'économie peut varier entre 10 et 18% sans entraîner une variation sensi- ble de l'économie.
Si, suivant une variante de l'invention, on conserve en service en*régime de puissance maximum le gicleur de puissance correspondant à l'absence de prise d'air suplé- mentaire, c'est-à-dire à une complète obturation de la lu- mière de cette prise d'air et aussi une carburation sans .préchauffage de l'air, le passage du régime de puissance à celui d'économie maximum se fait par l'ouverture, sur
20 à 25 de rotation du papillon d'étranglement, d'une lumière $Le prise d'air dont la section correspond@ à 6 à 10% de celle de la conduite d'aspiration dans la région où est monté le papillon d'étranglement, avec une valeur optimum de 8 % environ.
Si, suivant une autre variante de l'invention déjà signalée plus haut à propos de la puissance maximum, on conserve en service en régime de puissance maximum le gi- cleur de puissance correspondant à l'absence de prise d'air supplémentaire, et si on réalise un préchauffage entre 50 et 70 C de l'air destiné à passer dans le diffuseur, pré- chauffage entraînant l'emploi d'une lumière de puissance ayant une section valant de 2 à 4% de la section de la con- duite d'alimentation, avec une valeur optimum de 3 %, le passage du régime de puissance à celui d'économie maximum se fait encore par l'ouverture, sur 20 à 25 de rotation du papillon d'étranglement, d'une lumière de prise d'air
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dont la section correspond à 6 à 10% de celle de la condui- te d'aspiration dans la région du papillon d'étranglement,
avec une valeur optimum de 8 % environ.
Ainsi, la section totale de la lumière d'économie vaut alors entre 8 et 14 %, avec une valeur optimum de 11%. pour des positions du papillon d'étranglement de la conduite d'aspiration du moteur correspondant à des angles de plus de 20 à 25 avec sa position de pleine ouverture, la section optimum de la lumière de prise d'air supplémen- taire assurant la permanence du régime de carburation cor- respondant à l'économie maximum suit une loi différente suivant l'endroit où la prise d'air supplémentaire débouche dans la conduite d'aspiration du moteur.
On doit alors distinguer deux cas suivant que ce débouché est situé en amont ou en aval du papillon d'étran- glement .
Si le débouché de la prise d'air supplémentaire est situé en amont du papillon d'étranglement de la conduite d'aspiration, les expériences de l'inventeur ont montré que la section de la lumière de prise d'air supplémehtaire assurant l'économie maximum peut conserver pratiquement les valeurs indiquées ci-avant depuis les positions'du papillon d'étranglement écartées d'un angle de 20 à 25 de sa position de complète ouverture jusqu'à celle écartée d'un angle de 45 environ de cette même position de complè- te ouverture, Au delà de cette dernière position, en s'é- cartant de-avantage de la position de complète ouverture du papillon,
la section de la lumière doit diminuer progressi- vement pour être complètement obturée lorsque le papillon a atteint une position faisant un angle de 15 à 20 avec celle de sa complète fermeture et la lumière doit rester totalement obturée dans les 15 à 20 derniers degrés de rotation de sa fermeture.
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Dans les démarrages à froid et dans la marche dite "au ralenti", la prise d'air supplémentaire est donc entiè- rement fermée, alors que le papillon d'étranglement de la conduite d'aspiration se trouve dans sa position de complè- te fermeture.
On voit ainsi que, au fur et à mesure que la dépres- sion augmente au diffuseur et que la carburation tend à s'enrichir tandis que le papillon d'étranglement passe de sa position de complète fermeture à celle faisant un angle de 45 environ avec sa position de complète ouverture, la lumière de prise d'air supplémentaire s'ouvre aussi pro- gressivement, ce qui entraîne une tendance à l'appauvrisse-, ment de la carburation. Les deux actions antagonistes étant réglées de manière à s'équilibrer, il en résulte en fin de compte, le maintien de la carburation optimum laquelle se conserve pratiquement jusqu'à ce que le papillon, ayant continué à tourner dans le sens de l'ouverture, atteigne une position ne faisant plus qu'un angle de 20 à 25 avec sa position de complète ouverture.
Si le débouché de la prise d'air supplémentaire dans la conduite d'aspiration du moteur est situé en aval du papillon d'étranglement de cette conduite, les expériences de l'inventeur ont montré que la section de la lumière assurant le régime d'économie maximum diminue progressive- ment dès que le papillon d'étranglement s'écarte de plus de 20 à 25 de sa position'de pleine ouverture, en telle sorte que cette section soit réduite environ de moitié lorsque le papillon atteint une positionfaisant un angle de 45 environ avec sa position de pleine ouverture, et 'qu'elle s'annulle lorsque le papillon ne fait plus qu'un angle de 15 à 20 avec sa position de complète fermeture.
Encore une fois, la tendance à l'enrichissement de la carburation au diffuseur, par suite de l'augmentation de
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la dépression due à l'ouverture du papillon d'étranglement est compensée par la tendance à 1'appauvrissement de la carburation due à l'ouverture progressive de la lumière de prise d'air supplémentaire.
Suivant un dispositif connu, on aurait pu aussi passer de la carburation en régime de puissance maximum à celle plus pauvre du régime d'économie maximum, par une mise hors service d'un gicleur supplémentaire dit "de puissance" et commandé par la pédale d'accélérateur, mais ce disposi- tif n'a pas la souplesse ni la précision de celui suivant l'invention.
D'après l'expérience, le dispositif suivant l'inven- -bien, qui modifie de préférence la prise d'air en conser- vant les gicleurs en service, présente encore l'avantage de réaliser la carburation économique à des puissances très supérieures à celles qui peuvent être obtenues par le chan- gement des gicleurs, cela s'explique par les plus grandes densités de chargement réalisées grâce à l'ouverture de la lumière de prise d'air supplémentaire.
C'est ainsi que, par des expériences conduites à la vitesse de 2.000 tours par minute, avec le dispositif suivant l'invention, on a @ obtenu la carburation économique pour des puissances stap- prochant jusque 5 % et même 3 % de la puissance maximum, alors qu'avec le dispositif connu qui fait varier le nombre de gicleurs, le régime d'économie s'arrête à 10% et même 20% de la puissance maximum.
Suivant l'invention, la prise d'air supplémentaire est de section généralement circulaire, ayant au moins la plus grande section parmi celles qui sont demandées aux différen- tes phases du fonctionnement du moteur. L'ouverture complète de la prise d'air se présente donc pour le régime de carbu- ration économique aux grand angles d'ouverture du papillon d'étranglement, c!est-à-dire lorsque celui-ci fait au
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maximum un angle d'environ 20 à 25 avec sa position de complète ouverture.
Un obturateur commandé par le pivot du papillon d'é- tranglement, c'est-à-dire en fin de compte par la pédale lorsque d'accélération, réduite ensuite, 'besoin en est, la sec- tion de la lumière de cette prise d'air supplémentaire jusqu'aux valeurs demandées dans tous les cas distingués ci-avant, et déterminées par la position du débouché de la prise d'air supplémentaire dans la conduite principale d'aspiration, par rapport à celle du papillon d'étrangle- ment.
Suivant une forme de réalisation avantageuse, l'obtu- rateur,susdit se présente sous la forme générale d'un sec- teur calé sur le pivot du papillon d'étranglement , dans un plan perpendiculaire à l'axe de ce pivot ; ce secteur ba- layant la lumière susdite constituée par un ajutage se ter- minant, dans le plan du secteur mobile. Le profil du secteur est établi de telle manière qu'au cours du balayage susdit, à chaque position du papillon d'étranglement de la conduite d'aspiration, correspond la section de lumière optimum pour l'économie ou pour la puissance, comme déterminé ci-avant.
Suivant une autre forme de réalisation avantageuse, la prise d'air supplémentaire est réalisée à travers un piston creux pourvu de lumières, qui coulisse dans une ou- verture de la conduite d'aspiration du moteur, perpendicu- lairement à l'axe de celle-ci et sensiblement parallèlement à la tringle venant de l'accélérateur et commandant le pa- pillon d'étranglement de la conduite. Une liaison mécanique appropriée relie la tringle de l'accélérateur à la téte du piston creux dont l'enfoncement dans la conduite d'aspira- tion est ainsi réglée par la position du papillon d'étran- glement.
Le piston a comme section intérieure au minimum celle
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de la lumière maximum correspondant au régime d'économie.
En tête du piston, vers la canalisation d'alimentation du moteur, et latéralement sont ménagées des ouvertures qui peuvent mettre en communiôation les unes l'atmosphère exté- rieure avec l'intérieur du piston creux, les autres l'inté- rieur de ce piston creux et l'intérieur de la conduite d'aspiration du moteur.
Lorsque le piston coulisse dans la paroi de/conduite d'aspiration, certaines de ces ouvertures peuvent être ob- turées ou découvertes par cette paroi, en telle sorte que la section utile de la lumière de prise d'air supplémentai- re réalise exactement et constamment les sections optima données ci-avant correspondant aux diverses positions du papillon d'étranglement.
Lorsque le papillon d'étranglement est dans sa position de complète ouverture, le piston mobile dégage entièrement l'intérieur de la conduite d'aspiration, la tête du piston de ce côté se trouvant dans le plan tangent à l'intérieur de cette conduite. La lumière de prise d'air supplémentaire a alors pour section utile celle de l'ouverture ménagée dans ladite tête du piston. Cette lumière a la section correspondant à la puissance maximum.
Si le piston s'enfonce dans la conduite d'aspiration. en liaison avec une fermeture progressive du papillon d'é- tranglement de 20 à 25 des ouvertures ménagées en tête de la paroi cylindrique de ce piston s'ouvrent dans cette con- duite d'alimentation en telle sorte que la section utile de la lumière de prise d'air supplémentaire, et qui vaut la sortie de l'ouverture en tête dans le piston et des ouver- tures mettant en communication la conduite d'aspiration du moteur et l'intérieur du piston de prise d'air supplémentai- re, prend la valeur maximum du régime d'économie. A ce mo- ment, la section totale utile des ouvertures de prise d'air
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ou inférieure supplémentaire est égalerala section totale des ouvertu- res mettant en communication l'intérieur du piston creux et l'air libre.
Si le piston s'enfonce encore d'avantage dans la conduite d'aspiration, en liaison avec une fermeture plus prononcée du papillon d'étranglement, les ouvertures laté- rales du piston creux mettant en communication l'intérieur de celui-ci avec l'air libre, se ferment progressivement de manière à réaliser à tout moment la loi de réduction de la section utile de la lumière d'économie en fonction de la p&sition du papillon d'étranglement telle qu'elle a été précisée dans ce qui précède, arrivant à réaliser, vers la fin de la course du piston et à 15 à 20 de la fermetu- re du papillon d'étranglement, l'obturation complète de tou- te lumière de prise d'air supplémentaire, comme il a été exposé plus haut.
,Suivant encore une autre forme de réalisation avanta- geuse,. le dispositif suivant l'invention comporte un bois- seau dont la rotation est commandée mécaniquement en même temps que celle du papillon d'étranglement de telle manière que ce deux organes effectuent des déplacements angulaires égaux et du même sens. ou ovale
L'ouverture ménagée dans le boisseau est circulaire et sa section a la valeur indiquée précédemment pour la lumière maximum d'économie, soit, par exemple, comme dit plus haut, en aval du papillon d'étranglement, de 10 à 18% de la section de la conduite d'aspiration du moteur, au niveau de ce papillon, avec une valeur optimum de 14%.
Le boisseau lui-même a un diamètre valant de 2,25 à 2,75 fois celui de l'ouverture de.la prise d'air qui le traverse, avec une valeur optimum de 2,5..
La pleine ouverture du boisseau est ainsi réalisée lorsque le papillon fait un angle de 20 à 25 avec sa
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position de pleine ouverture.
De cette manière, à toute rotation du papillon d'é- tranglement correspond une rotation du boisseau. A la po- sition de pleine fermeture du premier correspond la pleine fermeture du second, et pour toutes les autres positions du papillon d'étranglement, la section utile de la lumière de prise d'air supplémentaire a exactement la valeur cor- resppndant à l'économie maximum ou à la puissance maximum comme il a été défini ci-avant.
D'autres particularités et détails de l'invention apparaîtront au cours de la description des dessins annexés au présent mémoire, qui représentent schématiquement,, et à titre d'exemple seulement, quelques formes d'exécution d'un dispositif de réglage suivant l'invention.
La figure 1 est une vue en perspective d'un dispositif suivant l'invention, après coupe diamétrale dans une partie de celui-ci.
La figure est une vue de face de l'obturateur du dispositif suivant la figure 1.
La figure 3 est une vue en perspective d'une autre forme d'exécution d'un dispositif de réglage suivant l'in- vantion, après coupe diamétrale dans une partie de celui-ci.
La figure 4 est une vue de face de l'obturateur du dispositif suivant la figure 3.
La figure 5 est, à une plus grande échelle, une coupe d'une variante du dispositif de la figure 3.
La figure 6 est une vue, et en partie une coupe, d'un dispositif d'une autre variante du dispositif suivant l'in- vention.
La figure 7 est une vue, et en partie une coupe, d'une autre variante encore d'un dispositif suivant l'invention. la figure 1, on a représenté une conduite d'aspira- tion d'un raoteur dans laquelle l'aspiration a lieu dans
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le sens de la flèche X. Le carburant est introduit dans l'air aspiré au mpyen d'un gicleur 3 débouchant dans le col 4 d'un diffuseur 5. Ces éléments constituent les parties essentielles d'un carburateur. Entre celui-ci et le moteur, est disposé, dans la conduite. d'aspiration 2, un organe d'étranglement constitué par un papillon 6 calé sur un pi- vot 7.. Ce papillon est représenté dans la position d'ouver- ture complète de la conduite d'aspiration permettant la pleine admission dans les cylindres du moteur.
Quand on agit dans le sens de la flèche Y sur une manivelle 8, le papillon 6 peut être amené dans une position presque à an- gle droit'avec celle représentée et correspondant à la mar- che "au ralenti" du moteur.
La conduite d'aspiration 2 présente en amont du papil- lon d'étranglement 6 une lumière de prise d'air supplémen- taire 9. Cette lumière est formée à'l'intérieur d'un ajuta- ge 10 vissé dans la paroi de la conduite d'aspiration 2.
Lorsque le carburateur est alimenté en air froid, la sec- tion intérieure, de cet ajutage est égale à environ 14 % de celle de la conduite d'aspiration 2, tandis que la section du gicleur 3 est égale à environ 130% de la section du gi- cleur employé avec le même type de moteur lorsque colui-ci n'est pas muni de la prise d'air 9.
Le débouché de cet ajutage 9 à l'air libre se trouve dans un plan perpendiculaire au pivot 7. De cette façon, l'orifice extérieur de l'ajutage peut être contrôlé facile- ment par un obturateur constitué par un secteur 11 calé sur le pivot 7 du papillon d'étranglement 6, perpendiculairement à ce pivot. Cet obturateur a une forme telle que la section utile de la lumière de la prise d'air supplémentaire 9 soit réduite à environ 6 % dé celle de la conduite d'aspiration 2 lorsque le papillon 6 est complètement ouvert. A cet effet, le secteur 11 forme une saillie, par exemple comme représen-
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té en 12, devant la lumière 9 lorsque l'organe d'étrangle- ment est dans la position d'ouverture complète.
Cette section utile augmente rapidement lorsque le papillon d'étranglement quitte sa position de complète ouverture pour prendre la section de 14% susdite correspondant au régime d'économie lorsque l'angle de rotation de ce papil- lon dans le sens de la flèche Y atteint de 20 à 25 .
.. la figure @, on voit que la saillie 12 s'étend sui-
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vant un angle.::>( compris entre 20 et 250. Cette augmentation de la section utile provient de la forme donnée au secteur 11 en le;. Cette section utile est maintenue à cette valeur jusqu'à une position du papillon d'étranglement, faisant un angle d'environ 45 avec la position d'ouverture complète La partie circulaire 13 du profil du secteur 11 passe, pen- dans cette rotation du papillon, tangentiellement en 13 à la lumière de la prise d'air supplémentaire,9.
Si on continue à faire tourner le sect ll dans le sens de la flèche Y, on provoque une diminution progressive de la section utile de la lumière 9. Cette diminution pro- gressive est due au profil choisi pour la partie 14 du sec- teur 11 qui s'étend depuis 45 , par rapport à la position d'ouverture complète du papillon d'étranglement 6, jusqu'à environ 15 à 20 avant la position de complète fermeture de ce papillon. Dans cette dernière position, la section utile de la lumière 9 est nulle et elle est maintenue nulle par la saillie 15 pendant le reste de la rotation du papillon suivant un angle ss d'environ 15 à 20 .
Grâce à un obturateur de ce genre, on peut faire déve- lopper au moteur sa puissance maximum maximorum avec le pa- pillon entièrement ouvert parce oue son coefficient de rem- plissage est élevé et que la richesse du mélange combustible qui y est introduit est la meilleure à cet effet. Quand on ne désire plus @évelopper cette puissance maximum maximorum
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et que, de ce fait, on étrangle la conduite d'aspiration, on augmente la section utile de la lumière 9, ce qui a aomme effet d'appauvrir la richesse du mélange combustible introduit dans le moteur et de donner lieu à un fonctionne- ment plus économique, qui devient rapidement le plus écono- mique.
A la fin de la course d'étranglement, les conditions d'utilisation redeviennent celles d'un moteur sans prise d'air supplémentaire, et les conditions du démarrage et de la marche "au ralenti" n'en sont pas affectées.
Les essais ont prouvé que la puissance maximum maxi- morum d'un moteur peut dépasser d'environ 1$la, et à une vitesse angulaire supérieure elle aussi de 13%, sa puissan- ce maximum dans les conditions de fonctionnement actuelles, en pratiquant dans sa paroi une lumière telle que la lumiè- re 9,, et en contrôlant cette lumière par un obturateur' tel ' que 11, à condition de remplacer le gicleur ordinaire par un gicleur dont la section est de 30 % supérieure. Ce même moteur a donné lieu, en régime économique des puissances partielles, à une économie en combustible valant en moyenne 15 % de sa consommation avant sa transformation.
La section de la lumière de prise d'air supplémentaire de puissance ne doit pas nécessairement être égale à 6% de celle de la conduite d'aspiration 2. Suivant le type de moteur considéré, on peut faire varier cette section entre 4 et 8 % de celle de cette conduite. Bien entehdu, lors- qu'on fait varier dans les limites susdites les dimensions de la lumière de.prise d'air de puissance, il y a lieu de faire varier dans le même sens la section du gicleur qui doit alors être supérieure de 20 à 40% à celle du' gicleur ordinaire au lieu de 30%.
De même, la section de la lumière de prise d'air d'éco- nomie ne doit pas nécessairement être égale à celle de la lumière de prise d'air de puissance augmentée de 8% de celle
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de la conduite d'aspiration 2. Suivant le type de moteur considéré, on peut faire varier cette augmentation de section entre 6 et 10% de celle de la conduite 2.
Aux figures 3 et 4, on a représenté un autre dispo- sitif suivant l'invention correspondant au cas où la lu- mière de prise d'air est ménagée en aval du papillon d'é- tranglement 6 au lieu de l'être en amont. Dans ce cas, la variation de la section utile de la lumière de prise d'air supplémentaire doit avoir lieu d'une façon différente de celle qui a été exposée dans ce qui précède.
Lorsque le papillon d'étranglement est dans une posi- tion faisant un angle de 20 à 25 avec celle d'ouverture complète, la section utile de la lumière de prise d'air est la même que dans le cas de l'amont, soit 14% de la section de la conduite d'aspiration 2.
Mais lorsque le papillon s'écarte de sa position d'ouverture complète de plus de 20 à 25 , la section utile de la lumière 9 décroit jusqu'à ne plus atteindre pour l'ou- verture de 45 qu'environ la moitié de sa valeur de 14 la primitive.
A la figure 4, la partie 16 de l'obturateur constitué par le secteur 17 obture la lumière 9 jusqu'à réduire la section de celle-ci à 6/14 de celle de la conduite 2. Cette partie 16 de l'obturateur s'étend sur un angle# = 20 à 25 .
La partie 19 du profil de l'obturateur provoque progressi- vement l'obturation de la moitié de la lumière 9 lorsqu'on fait tourner l'obturateur 17 dans le sens de la flèche Y au delà de l'angle #, et jusque 45 . La partie 20 du profil de l'obturateur continue cette obturation de la lumière 9 jusu'à la fermeture totale lorsque le papillon d'étrangle- ment ne fait plus qu'un angle 1 de 15 à 20 avec sa posi- tion de fermeture complète de la conduite d'aspiration 2.
Au cours des 15-20 derniers degrés de rotation, correspon-
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dant à l'angle ,,, l'obturation est maintenue complète grâce à la partie 21 du profil de l'obturateur 17.
A la figure 5, on a représenté un dispositif suivant une variante de l'invention applicable au cas où le dé- bouché de la prise d'air supplémentaire est situé en aval de l'organe d'étranglement 6. Dans ce cas, la prise d'air supplémentaire est avantageusement ménagée dans une pièce additionnelle 22 intercalée entre le carburateur et la partie de la conduite d'aspiration 2 conduisant du carbu- rateur au moteur.
Afin d'éviter un sifflement dû au passage de l'air par l'ajutage 9 de prise d'air lorsque la paroi de celle- ci est lisse, on a prévu de ménager dans la paroi de cet ajutage 9 des rainures transversales à la direction de passage de l'air. Par le fait que l'ajutage est cylindri- que à section droite circulaire, ces rainures transver- sales sont avantageusement réalisées sous la forme d'un filet hélicoïdal intérieur taraudé 23.
Dans le cas où le moteur est pourvu d'un carburateur comprenant plus d'un gicleur, les différents gicleurs étant disposés dans des conduites d'aspiration distinctes, et en particulier dans le cas d'un carburateur double, on peut équiper séparément chaque conduite d'aspiration de la façon décrite ci-avant, On peut aussi raccorder les différents ajutages de prise d'air à une canalisation unique débouchant à l'air libre et commandée.par un dis- positif de réglage unique.
La figure 6 représente un autre dispositif suivant l'invention. De préférence, ce dispositif est installé dans la pièce additionnelle 22 dont il a été question plus haut à propos de ce qui est représenté figure 5.
Dans cette pièce, est forée une lumière 24 dans la- quelle peut glisser, à frottement doux maix bien ajusté,
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un piston creux 25 bouché à son extrémité extérieure par une tête 26.
La lumière 24 et le piston 25 sont perpendiculaires à l'axe de la conduite 2 d'aspiration du moteur et sont sensiblement parallèles à la tringle 27 de l'accélérateur qui est elle-même fixée à l'extrémité du bras 8 calé sur le pivot 7 du papillon 6.
La figure 6 représente en traits pleins le papillon 6 et les autres éléments du dispositif dans la position de pleine ouverture de ce papillon et en traits interrompus quelques éléments du dispositif avec le papillon fermé.
La tringle 27 est reliée à une rotule sphérique 26
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..@. pis t ol.L.G.5J solidaire du pisto@ par la liaison 28, 29, 30, 32 rigide dans les deux directions du mouvement de la tringle 27; le piston 25 se meut donc suivant une translation égale et parallèle de la tringle 27 dans le sens de la double flèche Z.
A chaque position angulaire du papillon 6 correspond une po- sition du piston 25 par rapport à l'ouverture 24,
Le léger mouvement, dans la direction de la double flèche ,'il' perpendiculaire à la direction Z, et que pourrait avoir la tringle 27 par suite de la rotation du bras 8, est permis par le mouvement suivant la direction W de la tringle 29 dans une genouillère 32 adaptée à la rotule sphé- rique 26 du piston 25, et aussi dans le cas où la tringle 27 ne serait pas exactement au dessus du piston 25 par la rota- tion d'un manchon 28 pouvant tourner entre les deux butées 30 fixées à la tringle 27 par lesdeux vis 31. Eventuel- lement, le piston peut être soutenu en tête dans son mouvement de translation par le guidage du prolongement 44 dans une pièce 45 fixée à la pièce additionnelle 22.
La description qui suit est faite dans l'hypothèse d'une lumière de puissance valant 6 % de celle de la conduite
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. d'aspiration et d'une lumière d'économie valant 14 %, cette dernière étant réalisée lorsque le papillon fait un angle de 20 à 25 avec sa position de pleine ouverture. La prise d'air supplémentaire y est supposée déboucher dans la piè- ce 22 située à l'aval du papillon d'étranglement.
La section intérieure du piston creux 25 vaut donc au minimum 14% de celle de la conduite 2 au niveau de ce pis- ton 25; cette dernière section étant d'ailleurs la même que celle au niveau du papillon 6. La section intérieure du piston vaut donc au minimum celle de la lumière maximum d'économie.
La section de l'orifice terminal 34 vaut 6% de la sec- tion de la conduite 2 et la section totale des orifices latéraux 35 vaut 8% de celle de la conduite 2. Les orifices 35 ont leur axe perpendiculaire à la direction ils pour- raient aussi se trouver au delà de cette position dans le sens suivant lequel le mélange se déplace.
La section totale des fenêtres 36 est au moins égale à 14% de celle de la conduite 2. Les fenêtres 36 sont allon- gées le long des génératrices du piston 25.
Lorsque le papillon d'étranglement est ouvert, comme représenté en traits pleins à la figure 6, le piston 25 affleure en 33 la face intérieure de la conduite d'aspira- tion 2 qui n'est donc pas étranglée par le piston creux 25.
La section utile de la lumière de prise d'ai supplémentaire est alors celle de l'orifice 34 correspondant à la section de puissance maximum,
Lorsque le papillon 6 tourne de 20 à 25 , les orifices
35, d'une section totale de 8%, s'ouvrent dans la conduite 2, et leur section vient s'ajouter à celle de l'orifice 34 pour constituer ensemble la section utile de la lumière de prise d'air supplémentaire- qui prend ainsi sa valeur maximum de
14% en régime d'économie.
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La distance 37 entre les orifices 35 et 36 est telle qu'aucun des orifices 36 n'a été en tout ou en partie ob- turé par ce premier mouvement de translation du piston 25.
Si ensuite, le piston 25 continue à pénétrer dans la lumière 24, les ouvertures 36 s'obturent progressivement, ce qui entraine une diminution de la section utile de la lumière de prise d'air supplémentaire. Lorsque le papil- lon 6 atteint sa position faisant l'angle de 45 avec sa position de complète ouverture, la section utile des ou- vertures 36 est réduite de 50%, une partie de ces orifices étant bouchée par la paroi 22 du guidage du piston ou étant engagée à l'intérieur de la conduite 2.
Lorsque le papillon 6 ne fait plus qu'un angle de 15 à 20 avec sa position de fermeture complète, toutes les ouvertures 36 sont obturées vers l'atmosphère et la prise d'air supplémentaire est donc ainsi totalement fermée.
Cette obturation se maintient jusqu'à la fermeture complète du papillon 6.
Le dispositif est très étanche, ce qui est nécessaire pour la marche "au ralenti". L'étanchéité est encore amé- liorée par l'existence d'une butée 38 joignant le rebord avec, éventuellement, interposition d'un joint élas- tique 40.
Il arrivera souvent que la course du piston 25 sera supérieure au diamètre de la conduite 2, auquel cas l'extré-
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3, dru pis-uon ,.5 ira se loger, en position de marche au . ¯¯,¯=,1 u ¯ ov ---r, '1:l..S Ui,E, alvéole 41 creusée dans la piè- ce 22 et fermée par un bouchon 42. La communication des lumières34 et 35 avec la conduite 2 peut alors être main- tenue,si besoin en est, par un jeu 43 laissé entre la pa- roi extérieure du piston 25 et la paroi intérieure de l'al- véole @@, compte tenu de celle des fenêtres 36 participant éventuellement à la communication entre le piston 25 et
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la conduite 2.
Dans le cas où le moteur est muni d'un carburateur comprenant plus d'un gicleur, et où les différents gicleurs sont disposés dans des conduites d'aspiration distinctes et parallèles, par exemple dans le cas d'un carburateur double, on peut équiper chaque conduite'd'aspiration d'un piston-comme décrit ci-dessus, les deux pistons étant dis- posés dans la même pièce additionnelle 22. Les têtes 26 des deux pistons 25 parallèles sont alors réunies par une pièce transversale et c'est au milieu de cette dernière pièce que s'appliquent la tringle 29 de la liaison mécanique unique avec la tringle 27 de l'accélérateur..
La figure 7 représente un autre dispositif monté dans la pièce additionnelle 22 dont il a été question plus haut à propos des figures 5 et 6.
La description qui va suivre est faite dans l'hypothè- se de la lumière de puissance de 6 % et de la lumière d'é- conomie de 14% obtenue à l'angle de 20 à 25 du papillon avec sa position de pleine ouverture. La lupière de prise d'air est en aval du papillon. Sa section diminue progres- sivement depuis un angle de 20 à 25 jusqu'à ce que le papillon ne fasse plus qu'un ahgle de 15 à 20 avec sa po- sition de fermeture complète.
La figure 7 représente la position du dispositif dans le cas du maximum d'ouverture d'économie avec le papilloh faisant un angle de 20 à 25 avec sa position de pleine ouverture.
Un canal cylindrique 53 est foré dans la pièce 22 avec son axe parallèle au pivot 7 du papillon 6. Dans ce canal 53,peut tourner, à frottement doux, un boisseau 46 dont la rotation est commandée par le papillon 6 et la tringle 27 de l'accélérateur par l'intermédiaire des pivots 7 et 54 des bras, 8, 55 et 47 et d'une tringle 48. Par exemple, les
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bras 55 et 47 sont équipellents de sorte que la rotation du boisseau 46 est damplitude identique à celle du papil- lon 6.
D'une manière générale, le diamètre du boisseau 46 vaut de 2,25 à 2,75 fois celui de la lumière 4g, avec une valeur optimum de 2,50 dans le cas de la présente hypothèse.
Le boisseau 46 ainsi que la pièce additionnelle 22 son% traversés, depuis l'air libre jusqu'à la conduite 2, par un canal cylindrique circulaire 51, 49, 50 de section en 4g section en 4g uniforme/..La section de ce canal est la section maximum de l'économie et vaut done @@ 14. de celle de la conduite d'aspiration 2. Avec de telles dimensions, on peut vérifier que les sections utiles des lumières de prise d'air supplé- mentaires obtenues pour les diverses positions du papillon d'étranglement ont sensiblement les valeurs demandées ci- avant pour les lumières optima de l'économie ou de la puissance.
Dans le cas où le moteur est pourvu d'un carburateur comprenant plus d'un gicleur et où les différents gicleurs sont disposés dans dos conduites d'aspiration distinctes et parallèles, par exemple.dans le cas d'un carburateur double, on peut équiper les deux conduites d'aspiration au moyen des lumières indiquées ci-dessus, mais logées dans dans dons un même boisseau 46 monté d'une seule pièce addition- nelle 22.
Une seule liaison mécanique 46, 54, 47, 48, 55,7, 6 existe entre le boisseau unique 46, les papillons 6 et la tringle 27 de l'accélérateur.
L'invention n'est évidemment pas exclusivement limi- tée aux diverses formes d'exécution représentées. Bien des modifications peuvent être apportées dans la forme et la disposition des éléments intervenant dans sa réalisation, bien des variantes de réalisation peuvent être imaginées
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sans sortir'de la portée du présent brevet si ces modifica- tions ne sont pas en contradiction avec l'objet de chacune des revendications suivantes.
REVENDICATIONS.
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