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Dispositif pour moteurs à combustion actionnés au moyen d'un combustible auxiliaire et de gaz de gazogène .
Lorsque les moteurs Otto sont actionnés au moyen de gaz de gazogène, le gazogène doit être activé (ventilé) au moment de la mise en fonctionnement, et l'on se sert pour cela d'un ventilateur ou soufflerie actionnée àla main ou bien électriquement.
Lors du démarrage subséquent proprement dit, il se produit alors très souvent des difficultés, d'une part parce que le gaz de gazogène a une composition qui fluctue fortement et, en tant que gaz dit faible ou pauvre, n'est pas non plus aussi inflammable que, par exemple, le mélange essenoe (benzine) - air. Mais aussi, d'autre part, parce que le nombre de tours lors du démarrage, ne suffit pas toujours à l'obtention d'une suite d'allumages pour la mise en marche du moteur. Ces difficultés sont renforcées . l.) par la forte sollicitation, de la batterie d'accumulateurs lors du fonctionnement préalable du ventilateur. Par suite de l'affaiblissement qui en résulte pour la batterie, le démarreur ne tourne plus, après cela, au nombre de tours complet.
Cet inconvénient est renforcé pendant la saison très froide, où le débit des batteries électriques diminue de plus en plus pour chaque degré de froid. - 2.) par la dépense accrue d'énergie, Que les moteurs à très compression exigent 'Pour les premiers tours. Comme on le
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sait, oeci s'accompagne, lorsqu'on emploie des gaz pau- vres, d'une chute de puissance, qui n'est pas dénuée d'impor- tance et que l'on ne peut compenser que par une haute oompres- sion. Or, les moteurs à très haute compression ne peuvent être mis en rotation sans décompresseur que moyennant une grande dépense d'énergie .
Il en résulte une nouvelle solli- citation de la batterie électrique, à laquelle celle-ci ne peut satisfaire que dans des cas extrêmement rares.
3.) par le fait que dans tous les cas uncertain nombre de rotations sont nécessaires pour -produire'dans le mélangeur, par l'action de la dépression, un mélange inflammable de gaz et d'air et amener ensuite celui-ci jusque dans le cylindre en passant par le tube d'aspiration. Ce n'est que lorsque le mélange est arrivé dans le cylindre qu'il est prêt à s'en- flammer et ce n'est que par de nouvelles rotations que le mo- teur peut être misé en marche. autonome.
Ces difficultés se produisent aussi dans une large mesure dans les cas où les moteurs à combustion sont actionnée au moyen d'un combustible auxiliaire (essence) aux fins du démarrage, et cela tant lorsque l'attisage du gazogène est effectué simultanément par les gaz d'échappement du moteur à combustion à l'aide d'un dispositif semblable à un injec- teur monté dans la conduite d'aspiration du gazogène, que lorsqu'on emploie à ces fins un ventilateur ou d'autres moyens.
L'invention concerne un dispositif pour moteurs à com- bustion actionnés au moyen d'un combustible auxiliaire et d'un gaz pauvre en particulier de gaz de gazogène et a pour but de rendre l'opération de démarrage aussi brève que possi- ble, afin d'épargner le combustible liquide et de maintenir en même temps aussi faible que possible le nombre de rota- tions du moteur nécessaire au démarrage du moteur. En parti- culier, l'invention a pour but de créer un dispositif dans lequel , eu égard à la mise en marche à la main au moyen de la manivelle, il ne soit plus nécessaire de faire faire des rotations complètes au moteur, mais que déjà une rotation donnant lieu à un mouvement rétrograde du piston exécutant chaque fois la course do compression au delà du point mort suffise à déclencher l'allumage.
Conformément à l'invention, on peut atteindre ce but essentiellement grâce au fait qu'un mélange combustible d'essence et d'air est formé'pour les besoins du démarrage immédiatement en avant (amont) de la soupape d'aspiration, afin qu'à l'ouverture de cette soupape il se produise immédiatement une aspiration du mélange. D'une manière particulièrement avantageuse, on réali-
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se l'invention en-plaçant une ou plusieurs soupapes d'injec- tion pour le combustible auxiliaire dans le tuyau d'aspiration du moteur à combustion.
Dans ce cas, il peut être particu- lièrement avantageux de disposer ou de réaliser la soupape - d'injection de telle façon qu'après que l'injection ait eu lieu il se produise une aspiration automatique du combusti- ble auxiliaire. 'Par exemple, la soupape d'injection peut donc, selon l'invention, être placée de façon que des ouver- tures en forme @@ d'ajutages ou de tuyères dont'elle est muni ae tromvent dans le courant d'aspiration du tuyau d'aspira- tion et être reliée hydrestatiquement au réservoir d'essence par l'intermédiaire de la pompe d'injection.
On peut encore réaliser l'invention d'une manière parti- culièrement avantageuse en construisant la soupape d'injec- tion de façon telle que les tuyères d'injection soient sous- traites à l'action du gaz'de gazogène pendant le fonctionne- ment. Par exemple, la soupape d'injection peut à cette fin être rendue mobile par rapport à son corps d'obturation,ou ce dernier peut l'être par rapport à la soupape d'injection. Dans le cas d'une pareille disposition.la soupape d'injection peut de,son siège par conséquent 8tre éloignée/dans le courant d'aspiration pour les besoins du démarrage, et être ramenée dans sa posi- tion d'obturation lorsque l'opération de mise en marche est terminée.
Il est particulièrement avantageux dans ce cas que l'amenée d'essence par suite de la dépression soit interrom- pue par fermeture de la soupape, et il convient de ménager à cette fin des forures de désaération spécialesdans la botte de la soupape, lesquelles empêchent efficacement l'établisse- ment d'une dépression devant les tuyères de la soupape pen- dant le fonctionnement au gaz de gazogène.
Suivant la proposition conforme à l'invention, on veille- ra encore à ce que la manoeuvre et la construction du dispo- sitif qui se trouve à sa base soient particulièrement simples et maniables. Dans ce but, la pompe'd'injection peut par exem- ple être placée dans la zone d'action (c'est-à-dire à portée) des organes d'aotionnement du dispositif mélangeur et être actionnée et mise hors d'action par le déplacement de ces or- ganes. En outre, il y a avantage à accoupler la soupape d'in- jection même aux organes d'actionnement du dispositif mélan- geur, utilement desmodromiquement. De cette manière ou d'une manière analogue , il est possible de déclencher l'opération de démarrage par une seule manipulation et de provoquer aussi l'obturation avec le passage au fonctionnement au gaz de gazo - gène .
Selon une forme de réalisation particulièrement avantageuse de l'invention, le mélangeur, la soupape d'injeo- tion, la pompe d'injection et la réservoir sont réunis ,en
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une unité fermée au point de vue constructif.
Enfin, on peut aussi , par conséquent, réali- ser l'invention d'une manière particulièrement avantageuse en employant, selon la longueur et la configuration du tuyau d'aspiration, une ou plusieurs soupapes d'injection avec une ou plusieurs pompes. Dans tous les cas, il peut être opportun de monter la ou les soupapes d'injection dans le tuyau d'aspiration de telle façon que le jet d'injection arrive directement dans le cylindre par l'ouverture en forme de fente formée par la soupape d'aspiration du moteur.
D'autres particularités avantageuses de l'invention ressortiront des dessins ci-annexés, qui illustrent un exemple,de réalisation de l'invention.
La fig. 1 de ces dessins est une représentation d'ensemble d'un dispositif selon l'invention.
La fig. 2 est une coupe transversale d'une soupape d'in- jection selon l'invention.
Dans l'exemple de réalisation selon la fig. l, on a désigné par 1 la soupape d'injection, par 2 le tuyau d'aspiratiqn du moteur et par 3 un mélangeur de construction usuelle pour gaz pauvre, en particulier pour gaz de gazogène , Le mélangeur 3 est muni,de la manière usuelle, d'un papillon d'étranglement 20, d'un papillon à air 21, d'un papillon à gaz 22 et d'un autre papillon 23, qui ferme la conduite 7 aboutissant au ventilateur ou à l'attiseur à éjecteur. Les papillons 22 et 23 sont accouplés ensemble de la manière usuelle, et le mélangeur est relié au gazogène par la conduite 6.
La soupape d'injection 1 est placée à un endroit oonve- nable, qui dépend de la configuration constructive du tuyau d'aspiration, sur le tuyau d'aspiration 2. Elle est raccordée au réservoir à essence 4 par une conduite 8 et une pom- pe d'injection 5. Le combustible liquide s'écoule vers la pompe 5 en provenance du réservoir 4 par différence de ni- veau, cependant qu'une liaison hydrostatique entre le réservoir à essence 4 et la soupape à injection 1 est possible aussi par l'intermédiaire des soupapes de la pompe 5 qui sont soumis à une charge d'une faiblesse convenable, de sorte que le combustible liquide occupe toujours une certaine hauteur dans la conduite 8 et a seulement à vaincre par aspiration cette différence entre cette hauteur et l'embouchure de la soupape d'injection 1.
Par l'intermédiaire d'unµ tringlage 24, la soupape d'injection 1 est reliée aux organes d'action- nement des papillons du mélangeur, cependant que la pompe 5,
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se trouve également dans la zone d'action de ces organes d'actionnement, par l'intermédiaire d'un levier 25.
Les pièces de la soupape mélangeuse ressortent de la fig.
2 . 11 èst la soupape, consistant en une tige et un cône. La tige est creusée par forage et porte un ou plusieurs ajutages ou tuyères d'injection 12. A l'état de repos,le ressort 16 presse le cône de la soupape sur le siège 17 de oelle-oi.
A la tubulure 13 est raccordé un tuyau souple, qui relie la conduite à essence 8 (fig. 1) à la soupape . Dans la botte de soupape sont ménagées une ou plusieurs forures de désaération 18, qui empêchent qu'une dépression puisse se produire dans la chambre 19, même si par hasard l'étanchéité entre le cône de la soupape et le siège de la soupape n'était pas complète. Un pareil cas pourrait résulter d'impuretés contenues dans le gaz de gazogène (dépôt de goudron), bien qu'avec moins de vraisemblance.
Le dispositif représenté fonctionne comme suit :
Le papillon de déconnexion 23, qui est fermé pendant le fonotionnement du moteur, est ouvert avant la mise en marche, afin que le papillon à gaz 22 soit fermé et qu'en même temps la soupape 1 soit ouverte. Avec un retard accordé convenablement, la pompe d'injection 5 est également actionnée, c'est-à-dire qu'elle accomplira une course de refoulement. Ces mouvements ont pour effet que, par la soupape 1 ouverte, une injection d'essence a'lieu dans les branches du tuyau d'aspiration,sans qu'une rotation du moteur soit nécessaire pour cela. La durée d'injection, et partant la quantité injectée , peut être augmentée ou diminuée par une construction correspondante de la pompe .
On peut par exemple d'abord enfoncer (,,,abaisser...) le pilon du piston de la pom- pe, cependant que le piston ne suit que sous l'action d'un ressort. Mais il peut aussi y avoir un reflux dans le réservoir dès qu'une injection en petite quantité (petits moteurs) convient.
Après que l'injection a eu lieu, on fait tourner le moteur soit à la main, soit au moyen du démarreur électrique, et, du fait des premiers mouvements du piston, de l'air comburant afflue par les forures 18 dans le tuyau d'aspiration.
La conséquence de cette formation d'un gaz inflammable directement devant la soupape d'aspiration est un démarrage immédiat du moteur. Lorsque le moteur marche, il continue désormais à aspirer l'essence de lui-même par les tuyères 12. Tout le système fonctionne dès lors comme carbu-
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rateur à giclage ou pulvérisation selon les règles connues.
Il faut d'ailleurs veiller à ce que les soupapes de pompe possèdent une faible masse et que la force des ressorts agissant sur elles soient assez faible pour que l'essence puisse affluer du réservoir sans être gênée, de façon qu'un fonctionnement à l'essence d'une durée choisie à volonté soit possible pour un nombre de tours limité. Un fonctionnement à l'essence relativement long n'est toutefois pas désirable, pour des raisons d'économie, de sorte que l'on doit passer au fonctionnement au gaz de gazogène aussit8t que possible. Ceci a lieu par amenée du tringlage dans l'autre position extrême, d'où il résulte que a) la soupape 1 se ferme, b) le mélangeur 3 est raccordé au gazogène, o) la pompe 5 se remplit de nouveau pour l'injec- tion suivante.
Le tiroir à air 14 sert au réglage de la quantité d'air nécessaire, car celle-ci peut être différente sous des înflu- ences saisonnières, de même que par suite de l'état du moteur. Il sert en outre à assurer les besoins d'air lorsqu'il se forme du gaz stagnant. Celui-ci est dû au dégagement du gaz de gazogène après l'arrêt du moteur et il peut remplir les trajets d'aspiration si la papillon d'étranglement 20 n'a pas été fermé, ou ne peut pas être fermé par suite d'un réglage fixe sur la marche à vide. En pareils cas, des difficultés de démarrage se présentent par suite d'une trop grande richesse du mélange.
L'invention n'est toutefois pas épuisée par l'exemple de réalisation représenté, bien mieux, l'idée qui en est la base et qui consiste à écarter par injection dans le tuyau d'aspiration les difficultés de démarrage dans les moteurs de gazogène, peut encore être réalisée de différentes manières au point de vue de la construction. Par exemple, on peut employer avantageusement, comme pompe d'injection, une pompe à membrane, et les configurations et réalisations les plus diverses de la soupape d'injection sont encore passibles elles aussi. L'invention peut en principe trouver application dans tous les cas où les mêmes difficultés ou des difficultés analogues se présentent à la mise en marche de moteurs à combustion.
REVENDICATIONS.
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Device for combustion engines powered by auxiliary fuel and gas generator gas.
When Otto engines are operated by gasifier gas, the gasifier must be activated (ventilated) at the time of start-up, and a hand-operated or electrically operated fan or blower is used for this.
During the subsequent start-up proper, then very often difficulties arise, on the one hand because the gasifier gas has a composition which fluctuates greatly and, as a so-called weak or lean gas, is also not so flammable than, for example, the mixture of essenoe (benzine) - air. But also, on the other hand, because the number of revolutions during starting is not always sufficient to obtain a series of ignitions for starting the engine. These difficulties are reinforced. l.) by the heavy stress on the accumulator battery when the fan is in operation. As a result of the resulting weakening of the battery, the starter does not turn at full revolutions after that.
This disadvantage is reinforced during the very cold season, when the output of the electric batteries decreases more and more for each degree of cold. - 2.) by the increased expenditure of energy, which high compression engines require 'For the first turns. As we
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knows, this is accompanied, when using poor gases, by a drop in power, which is not without importance and which can only be compensated by a high compression . However, very high compression engines can only be put into rotation without a decompressor at a great expense of energy.
This results in a new stress on the electric battery, which the latter can only meet in extremely rare cases.
3.) by the fact that in all cases a certain number of rotations are necessary to -produce in the mixer, by the action of the vacuum, a flammable mixture of gas and air and then bring the latter into the cylinder through the suction tube. It is only when the mixture has reached the cylinder that it is ready to ignite and it is only by further rotations that the engine can be started. autonomous.
These difficulties also occur to a large extent in cases where the combustion engines are operated by means of an auxiliary fuel (gasoline) for the purposes of starting, and this so much when the stirring of the gasifier is carried out simultaneously by the gases d. exhaust of the combustion engine by means of a device similar to an injector mounted in the suction line of the gasifier, than when a fan or other means are employed for this purpose.
The invention relates to a device for combustion engines powered by means of an auxiliary fuel and a lean gas, in particular gasifier gas, and its object is to make the starting operation as short as possible, in order to save liquid fuel and at the same time keep as low as possible the number of engine revolutions required to start the engine. In particular, the object of the invention is to create a device in which, having regard to starting by hand by means of the crank, it is no longer necessary to make the motor make full rotations, but that already a rotation giving rise to a retrograde movement of the piston executing each time the compression stroke beyond the neutral point is sufficient to trigger the ignition.
According to the invention, this object can be achieved essentially by the fact that a combustible mixture of gasoline and air is formed for the purposes of starting immediately in front (upstream) of the suction valve, so that 'When this valve is opened, a suction of the mixture occurs immediately. In a particularly advantageous manner, one realizes
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The invention is achieved by placing one or more injection valves for the auxiliary fuel in the suction pipe of the combustion engine.
In this case, it may be particularly advantageous to arrange or construct the injection valve in such a way that after the injection has taken place an automatic suction of the auxiliary fuel takes place. For example, therefore, according to the invention, the injection valve can be positioned so that openings in the form of nozzles or nozzles with which it is fitted pass into the suction stream of the nozzle. suction pipe and be hydrestatically connected to the fuel tank via the injection pump.
The invention can still be carried out in a particularly advantageous manner by constructing the injection valve in such a way that the injection nozzles are withdrawn from the action of the gasifier gas during operation. is lying. For example, the injection valve may for this purpose be made movable relative to its closure body, or the latter may be so relative to the injection valve. In the case of such an arrangement, the injection valve can therefore be moved away from / in the suction stream for the purposes of starting up, and returned to its closed position when the start-up operation is complete.
It is particularly advantageous in this case that the gasoline supply by the vacuum is interrupted by closing the valve, and for this purpose special vent holes must be provided in the valve boot, which prevent effectively establishing a vacuum in front of the valve nozzles during operation with gasifier gas.
According to the proposal according to the invention, care will also be taken to ensure that the operation and construction of the device which is at its base are particularly simple and easy to handle. For this purpose, the injection pump can, for example, be placed in the action zone (that is to say within reach) of the aotating members of the mixing device and be actuated and put out of operation. action by the displacement of these organs. In addition, there is an advantage in coupling the injection valve itself to the actuators of the mixing device, usefully desmodromically. In this or analogous manner, it is possible to trigger the start-up operation with a single manipulation and also to cause the plugging with the switch to gas operation.
According to a particularly advantageous embodiment of the invention, the mixer, the injection valve, the injection pump and the reservoir are combined, in
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a closed unit from a constructive point of view.
Finally, the invention can therefore also be carried out in a particularly advantageous manner by employing, depending on the length and the configuration of the suction pipe, one or more injection valves with one or more pumps. In any case, it may be advisable to fit the injection valve (s) in the suction pipe so that the injection jet arrives directly into the cylinder through the slit-shaped opening formed by the valve. engine suction.
Other advantageous features of the invention will emerge from the accompanying drawings, which illustrate an embodiment of the invention.
Fig. 1 of these drawings is an overall representation of a device according to the invention.
Fig. 2 is a cross section of an injection valve according to the invention.
In the exemplary embodiment according to FIG. 1, the injection valve is designated by 1, by 2 the engine suction pipe and by 3 a mixer of conventional construction for lean gas, in particular for gasifier gas, The mixer 3 is provided, in the manner usual, a throttle butterfly 20, an air butterfly 21, a gas butterfly 22 and another butterfly 23, which closes the pipe 7 ending in the fan or the fan with ejector. Butterflies 22 and 23 are coupled together in the usual manner, and the mixer is connected to the gasifier via line 6.
The injection valve 1 is placed in a suitable place, which depends on the constructive configuration of the suction pipe, on the suction pipe 2. It is connected to the petrol tank 4 by a pipe 8 and a pump. - injection pe 5. The liquid fuel flows to the pump 5 from the tank 4 by difference in level, while a hydrostatic connection between the petrol tank 4 and the injection valve 1 is also possible. through the valves of the pump 5 which are subjected to a load of a suitable weakness, so that the liquid fuel always occupies a certain height in the pipe 8 and only has to overcome by suction this difference between this height and the mouth of the injection valve 1.
By means of a linkage 24, the injection valve 1 is connected to the actuators of the butterflies of the mixer, while the pump 5,
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is also in the zone of action of these actuators, by means of a lever 25.
The parts of the mixing valve are shown in fig.
2. It is the valve, consisting of a stem and a cone. The rod is hollowed out by drilling and carries one or more nozzles or injection nozzles 12. In the rest state, the spring 16 presses the cone of the valve on the seat 17 of the oelle-oi.
A hose 13 is connected to a flexible pipe, which connects the gasoline line 8 (Fig. 1) to the valve. In the valve boot are formed one or more deaeration holes 18, which prevent a vacuum can occur in the chamber 19, even if by chance the seal between the cone of the valve and the seat of the valve does not occur. was not complete. Such a case could result from impurities contained in the gasifier gas (tar deposit), although with less likelihood.
The device shown operates as follows:
The disconnection butterfly 23, which is closed while the engine is running, is opened before starting, so that the gas butterfly valve 22 is closed and at the same time the valve 1 is open. With a suitably granted delay, the injection pump 5 is also actuated, that is to say it will complete a discharge stroke. These movements have the effect that, through the open valve 1, an injection of gasoline a'lieu in the branches of the suction pipe, without a rotation of the engine being necessary for this. The injection time, and hence the injected quantity, can be increased or decreased by a corresponding construction of the pump.
For example, you can first push in (,,, lower ...) the pestle of the pump piston, while the piston follows only under the action of a spring. But there can also be a reflux in the tank as soon as a small quantity injection (small engines) is suitable.
After injection has taken place, the engine is turned either by hand or by means of the electric starter, and, due to the first movements of the piston, the combustion air flows through the holes 18 in the pipe d aspiration.
The consequence of this formation of a flammable gas directly in front of the suction valve is an immediate start of the engine. When the engine is running, it now continues to suck the fuel from itself through the nozzles 12. The whole system therefore functions as a fuel.
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squirting or spraying rator according to known rules.
It is also necessary to ensure that the pump valves have a low mass and that the force of the springs acting on them are weak enough so that the gasoline can flow from the tank without being hampered, so that operation at l gasoline of a duration chosen at will is possible for a limited number of turns. A relatively long gasoline operation, however, is not desirable for reasons of economy, so that operation with gas generator gas should be switched as soon as possible. This takes place by bringing the linkage to the other extreme position, from which it follows that a) the valve 1 closes, b) the mixer 3 is connected to the gasifier, o) the pump 5 fills again for the next injection.
The air slide 14 serves to regulate the amount of air required, as this may be different under seasonal influences as well as the condition of the engine. It also serves to meet the air requirement when stagnant gas is formed. This is due to the release of the gasifier gas after stopping the engine and it can fill the suction paths if the throttle valve 20 has not been closed, or cannot be closed as a result of a fixed setting on idle. In such cases, starting difficulties arise as a result of too much richness of the mixture.
The invention is not however exhausted by the example of embodiment shown, much better, the idea which is the basis thereof and which consists in eliminating by injection into the suction pipe the starting difficulties in gasifier engines. , can still be achieved in different ways from the point of view of construction. For example, a diaphragm pump can advantageously be used as the injection pump, and the most diverse configurations and embodiments of the injection valve are also still possible. The invention can in principle find application in all cases where the same difficulties or similar difficulties arise when starting combustion engines.
CLAIMS.
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