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Economiseur d'essence
La présente invention se rapporte à un économiseur d'essence.
Les moteurs à explosion et plus particulièrement les moteurs à essence actionnant des installations fixes et mobiles, notamment les moteurs d'automobile, sont appelés à fonctionner dans des conditions de charge diverses et à des vitesses également diverses avec le maximum de souples- se. Ces moteurs doivent partir à froid, à la manivelle ou au démarrreur, alors qu'on les fait tourner à un faible nombre de tours par minute, ce qui exige un mélange explosif riche. Un mélange explosif riche est également nécessaire pour la rapidité des reprises. Au ralenti, il faut que le mé- lange--soit tout juste assez riche pour pérmèttre au moteur de tourner,,à la vitesse de marche ,au ralenti.
Lorsqu'on descend des cotes ou des pentes rap des en employant le moteur comme frein pour diminuer la ¯ vitesse de l'automobile, ou lorsqu'on cesse d'accélérer en vue de ralentir avant d'arrêter il faut que le mélange soit très pauvre afin d'économiser l'essence.
Certaines des conditions avantageuses ci-dessus sont satisfaites dans une certaine mesure par les disposi- tifs de carburation actuels. Le carburateur est construit pour fournir un mélange convenable par exemple de 15 : 1, mais il est incapable d'y parvenir dans toutes les conditions de vitesse et de charge.
Sous l'effet de vide créé par la rotation à la manivelle et le papillon étant fermé, le mélange aspiré dans le moteur est juste assez riche pour assurer un démarrage convenable. On doit laisser cette partie du fonctionnement du moteur au démarrage se dérouler de la façon normale et
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ne pas y apporter de perturbations. Un sait que c'est lors- que la dépression dans le collecteur d'admission est la plus élevée qu'on obtient le mélange le plus riche, et que ce mélange s'appauvrit à mesure que la dépression diminue.
Cotte dépression est créée par la vitesse du moteur, mais clle est modifiée par la position du papillon. Le mélange
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devient plus riche du fait qu'r mesure que la vitesse de 7'air traversant le carburateur augmente par suite d l'élé- vation de la déprennion la quantité d'essence liquide four- pie augmente dans une proportion plur forte, d'où il résulte que le mélange est trop riche aux régimes de moteur élevés et qu'un gaspillage d'essence intervient.
La pression dans le collecteur d'admission est le résultat de la vitesse de rotation du moteur et de la position du papillon.
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Un a diverseriant essayé d'économiser l'essence consommée, et l'on a proposé de prévoir une soupape d'admis- sion d'air dans le collecteur entre le papillon et le moteur, mais le rendement obtenu n'a pas été assez bon pour justifier l'adoption de ce dispositif. Son prix de revient, le coût de son installation, les frais de son entretien et la médio-
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cri t{> des résultats s'y opposaient.
Manifestement, le dessein de l'inventeur était d'introduire de l'air dans le mélange présent dans le collecteur chaque fois que la dépression ouvrait la soupape; il est probable qu'on réalisait ainsi une certaine économie, mais aucune disposition n'était pri- SI'! pour assurer une consommation convenable à tous les régi- mes de moteur et pour toutes les position de papillon en
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V1!f) d'obtenir un bon rendement et ann bonne souplesse.
L'un des objets de la présente invention est une soupape d'ent:f1éa d'air qu'on a rendue réglable de manière qu'on puisse la disposer en vue d'obtenir une marche régulière dit moteur au ralenti avec une consommation d'essence minimum.
Un autre objet de l'invention est de réaliser une soupape de ce genre ne fonctionnant pas à la vitesse de lancement, afin que le moteur reçoivp,sous le contrôle du car- burateur, le mélange riche nécessaire pour le démarrage.
L'invention vise également à réaliser une soupape qui se ferme lorsqu'on ouvre le papillon tout grand en vue
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(1' \)11e reprise rapide, afin que ne soit p.as dilué le mélange riche nécessaire à cet instant, mais qui s'ouvre dci manière n admettre de l'air pour diluer le mélange à mesure .qu'on Abandonne graduellement l'accélérateur jusqu'à la position voulue pour que la vitesse acquise soit maintenue.
L'invention envisage aussi la création d'une soupape assurant l'admission d'une quantité d'air maximum dans le collecteur à la descente d'une cote rapide ou lorsqu'on
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s'apprêto à stopper, afin qu'on puisse bénéficier au maximum de la puissance de freinage du moteur pour le ralentissement du véhicule sans gaspiller inutilement le mélange très riche que le carburateur fonctionnant seul fournirait à ce moment précis.
L'invention a encore pour objet de réaliser une soupape qui entre en action aprs que la dépression a atteint une certaine valeur dans le collecteur d'admission à la suite do quoi elle permet à l'air d'entrer en quantité de plus on plus grande dans le colleoteur en proportion directe avec l'élévation de la dépression consécutive à une augmentation de la vitesse du moteur, ou de l'ouverture du papillon, ou des deux.
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L'invention ayant déjà permis d'effectuer une éco- nomie de 20 à 30% et plus dans la consommation d'essence tout en obtenant un fonctionnement meilleur et plus souple, ainsi qu'il résulte d'une série d'essais portant sur plu- sieurs marques d'automobile, et considérant l'importance immédiate qu'elle refêt, on va en décrire un mode d'exécution actuel de choix qui a donné satisfaction, en même temps qu'on se référera aux dessins ci-joints où :
La figure 1 est une vue en élévation schématique d'un moteur, de son collecteur d'admission et de son carbu- rateur, la soupape d'admission d'air perfectionnée suivant l'invention étant montée sur le collecteur.
La figure 2 est une coupe par l'axe de la soupape d'admission d'air.
La figure 3 est une élévation latérale de cette même soupape.
La figure 4 est une coupe suivant la ligne 4-4 de la figure 2.
La figure 5 est une coupe suivant la ligne 5-5 dela figure 2.
Considérant la figure 1 on voit, schématiquement représenté en 6, un moteur à essence, en 7 un collecteur d'admission, en 8 un carburateur et en 9 la soupape d'admis- sion d'air suivant l'invention, montée sur le collecteur au point où le courant de mélange explosif pénètre dans la partie distributrice du collecteur. La soupape peut être montée en position verticale dans la paroi supérieure du collecteur, comme on peut aussi la disposer n'importe où entre le papillon 10 et le oollecteur proprement dit.
Le papillon est du type classique et on l'action- ne par les moyens habituels à partir de l'accélérateur, une butée réglable 11 étant prévue pour régler ou fixer la posi- tion de ropos ou fermée de ce papillon.
Le carburateur est muni du dispositif de mise au point habituel, et le réglage du ralenti du moteur s'effec- tue comme à l'ordinaire. Lorsque ce réglage est terminé on libère lentement la soupape suivant l'invention, qu'on avait rimitivemont bloquée dans sa position fermée, de manière admettre de l'air qui va amener le moteur à prendra de la vitesse et à tourner plus rapidement. On continue à relâ- cher qu ouvrir la soupape jusqu'à ce que le moteur ait des ratés. A ce moment en fait revenir la soupape de quelques crans en arrière jusqu'à ce qu'on obtienne une marche au ralenti régulière. Une légère correction du réglage de la butée de papillon 11 peut s'imposer pour abaisser le régime du moteur jusqu'à la vitesse de ralenti désirée.
Telle qu'elle est représentée à la figure 2, la soupape d'admission d'air suivant l'invention comprend un corps cylindrique 15 alésé à trois diamètres différents. La partie inférieure 16 de l'alésage constitue la lumière de prise d'air de la soupape, et sa seotion de passage est suffisante pour assurer l'entrée du maximum d'air nécessai- re. Au besoin, une botte de filtrage d'air 17 garnie d'une matière filtrante convenable 18 peut erre visséesur l'ex- trémité inférieure de la botte 15.
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La partie 16 de l'alésage communique avec une par- tie d'alésage longue 20 de diamètre légèrement supérieur dans laquelle fonctionne la soupape suivant l'invention.
La soupape s'aljustefrottement doux dans la partie 20 de l'alésage et sa longueur est sensiblement telle qu'on l'a indiqué afin de lui assurer une grande amplitude de mouve- ment entre ses positions fermée et ouverte en grand en même temps qu'une certaine inertie. L'extrémité inférieure de la soupape 21 est conique ainsi qu'il est indiqué en 22 de manière quelle porte sur un siège conique 2,5 formé dans l'épaulement entre les parties 16 et 20 de l'alésage.
La face extérieure de la soupape est rainée ou cannelée comme on le voit en 25, les rainures allant en s'approfondissant, ainsi qu'on le voit à gauche sur la figure 2, depuis un point voisin de l'extrémité supérieure de la soupape jusqu'à son extrémité Inférieure, afin d'admettre une faible quantité d'air au début du mouvement de la soupape à partir de son siège et d'en admettre les quantités croissantes à mesure que la soupape continue à s'écarter de son siège sous l'action d'une dépression croissante dans le collecteur.
Dans l'extrémité supérieure du corps cylindrique 15 est vissé un organe 26 comportant un corps tubulaire 27 et une tête renflée 28 située son extrémité inférieure et vissée comme il est indiqu dans la partie supérieure 29, la plus large, de l'alésage du corps 15, ce qui permet de rapporicher ou d'éloigner l'organe 26 du corps 15 en vue de régler la pression du ressort sur la soupape et de bloquer celle-ci sur son siège comme il va être indiqué.
L'organe 26 est. fileté à son extrémité supérieure comme on le voit en 30 pour qu'on puisse le visser dans un trou du collecteur d'admission 7.
L'organe 26 est percé de part en part d'un trou dont la partie supérieure 31 a une section suffisante pour que la quantité d'air maximum puisse se rendre par là dans la collecteur d'admission. La partie inférieure du même trou est alésée comme on le voit en 32 en vue de loger un faible ressort de soupape 34 dont l'extrémité supérieure porte sur un épaulement 35 formé entre les parties du trou.
L'extrémité inférieure de la partie alésée 32 se termine par une rainuretransversale-56 qui se prolonge diamétralement et latéralement au-delà de la face extérieu- re de la soupape et dont la largeur ne dépasse pa s le dia- mètre de la partie alésée 32 du trou, diamètre qui est inférieur à celui de la soupape, de sorte que lorsque la soupape se trouve appliquée,contre l'extrémité inférieure de l'organe 26 l'air puisse se rendre par la soupape dans le trou ;52, etc.. et dans le collecteur d'admission. Un peut visser l'organe 26 dans le corps 15 assez profondément pour qu'il porte sur la soupape et l'applique sur son siège aux fins dont il a ét question. L'extrémité inférieure du res- sort entoure une saillie 40 de l'extrémité supérieure de la soupape.
Afin de conserver le réglage de la soupape, on emploie un organe en cuvette 42 élastiquement chargé et muni de dents 43 coopérant avec des dents 44 du corps 15, ces dents étant façonnées de manière à grimper les unes par dessus les autres tandis qu'on fait tourner le corps 15 en vue de réglhr la soupape. La denture de l'organe 42 est maintenue en prise avec celle du corps 15 par un ressort 45 prenant appui sur un collet 46 rapporté sur l'organe 26.
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Quant à l'organe 42, il est empêché de tourner aur l'organe 26 d'une manière convenable quelconque comne il est indiqué en 47 sur la figure 4.
On a décrit et représenté une forme d'exécution pré- féré de l'invention. Dans cette forme on emploie une soupape plutôt lourde afin de créer une certaine inertie, et un ressort relativement faible, ainsi que des orifices commandés par la soupape et orienté* dans la direction du mouvement de celle-ci.
Lorsqu'un moteur à combustion interne du type à pistons animés d'un mouvement alternatif tourne à vitesse constante, par exem- ple en marche au ralenti, il se produit des variations relati- vement considérables de la dépression dans le collecteur d'ad- mission, ce qui se traduit par des variations correspondantes dans les pressions effectives agissant sur l'extrémité infé- rieure ou extérieure de la soupape dans le aens de l'ouverture.
Par suite, il se produit une succession rapide d'efforts tendant à faire aller et venir la soupape qui si celle-ci est du type classique à faible levée, relativement légère et appliquée sur son siège par un ressort relativement poissant, prend un mouve- ment de va-et-vient rapide se traduisant par des variations de l'ouverture de la soupape et par un effet destructif de marte- lage sur le siège de soupape. La valve suivant l'invention est insensible à de telles variations et demeure fixe; par suite, elle permet d'obtenir une section de passage qui admet la même quantité d'air à tous les instants pendant la marche au ralenti, saut dans la mesure où. cette quantité est affectée par les va- riations dans le degré de vide existant dans le collecteur d'ad- mission.
Des essais ont révélé que les variations du degré de vide dans le collecteur d'admission muni de la soupape suivant l'invention sont faibles, à quoi s'ajoute cet avantage que la vitesse de l'air à travers le carburateur varie très peu, si bien que ce dernier fournit un mélange à peu près uniforme au lieu d'un mélange tantôt riche et tantôt pauvre.
Dans la présente construction, l'extrémité inférieure ou extérieure de la soupape s'écarte relativement beaucoup de son siège, ce qui l'empêche de vibrer corne elle pourrait le faire sans cela sous l'action d'un rapide courant d'air entre la soupape et son siège. De plus, comme les lumières ou ouver- tures réglant le débit se trouvent entre le coté de la soupape et le guide de celle-ci, la pression résultante agissant sur la soupape et provenant de la vitesse de l'air à son passage à travers celle-ci est dirigée perpendiculairement à l'axe de mouvement de la soupape* Il eat évident qu'on peut employer l'extrémité à surface réduite de la soupape uniquement comme butée, ou qu'on peut la supprimer, auquel cas l'extrémité inté- rieure ou supérieure,
circonférentiellement continue de la sou- pape se trouverait dans sa position de complète fermeture, à l'intérieur de l'extrémité supérieure du guide et empêcherait l'air de passer* De ce point de vue, on peut considérer la face intérieure du guide comme constituant le siège de la soupape.
Bien que, pour les fins de l'exposition, on ait représenté une forme d'exécution préférée et qu'on l'ait dé- crite en détail, il doit tre entendu qu'on peut apporter des modifications sans sortir pour cela du cadre de l'inven- tion.