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"Perfectionnements apportés aux moteurs à combus- tion interne" Société dite : The Marion Steam Shovel Company, Marion, Comté de Marion, Etat d'Ohio E.U. d'Amérique.
L'invention se rapporte aux moteurs à cambus- on interne et, en particulier aux moteurs du type de ceux dans lesquels un liquide combustible est brûlé dans l'in- térieur du cylindre.-
L'invention vise en particulier la construction d'un moteur d'encombrement et de poids réduit, capable de remplir toutes les fonctions d'un moteur à combustion in- terne fonctionnant d'une manière satisfaisante et conti- nue à de faibles pressions de compression et à de faibles pressions d'injection, économique au point de vue de la consommation de combustible, quelles que soient les con- ditions de la charge, économique à toutes les vitesses;
permettant l'utilisation de combustible liquide des qualités les moins coûteuses, réversible, sans avoir recours à un dispositif de changement de marche et dont la mise en mar- che s'effectue automatiquement.-
Dans les moteurs à combustion interne, la cha- leur sons une forme quelconque est nécessaire pour enflammer
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la charge. Cette chaleur est fournie par l'étincelle élec- trique ou. par la compression ou en partie par une lampe, une ampoule ou un enroulement chaud. Lorsqu'on compte en- tièrement ou en partie sur la chaleur de la compression pour l'allumage de la charge, il faut avoir recours à des moyens étrangers quelconques pour opérer la mise en mar- che du moteur depuis la position de repos où il est froid.
Pour produire la compression qui doit fournir la chaleur nécessaire, il faut que le moteur tourne et à moins qu'il soit mis en rotation par l'allumage de la charge, il faut que la rotation soit provoquée par une action extérieare par exemple celle de l'air comprimé. Par l'effet de la rota- tion une aspiration est créée dans le cylindre pour aspi- rer les charges, le combustible étant pulvérisé ou fine- ment divisé avant l'admission.
Pour allumer une charge combustible au. moyen de l'étincelle électrique, il faut qu'elle soit d'abord très finement divisée ou pulvérisée, et la charge à l'état fi- nement divisé doit é#re préalablement admise dans le cy- lindre. C'est ce qui a lieu. dans le cas d'un moteur d'au- tomobile mais seulement avec les combustibles liquides les plus volatils, tels que la gazoline, mais le moteur d'au- tomobile n'est pas auto-démarreur, il est mis en marche soit à la main, soit au moyen d'un démarreur électrique.
D'autre part, le moteur d'automobile n'est pas réversible sans l'intermédiaire d'un changement de marche permettant de changer le sens de rotation,-
Dans les moteurs à combustion interne consommant un hydrocarbure liquide, le combustible est injecté dans le cylindre au moyen de l'air comprimé ou d'une pression
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mécanique, Or, pour produire l'air comprimé il faut une installation spéciale laquelle est Encombrante, lourde et coûteuse. L'air provenant de la même installation peut servir pour effectuer la mise en marche du moteur. Dans un des types de moteurs à hydrocarbure le plus économique, l'air est admis dans les injecteurs sans interruption à une pression de 56 à 70 kgs environ par centimètre carré.
La charge d'hydrocarbure liquide est aspirée dans les in- jecteurs et elle est proportionnée au taux de compression, En général, l'air d'injection n'est proportionné ni au taux de compression, ni à la charge d'hydrocarbure. Par consé- quent, pour des taux de compression réduite, la charge est plus pauvre que dans le cas de taux de compression plus élevée. De plus, la dilatation dans le cylindre de l'air d'injection fortement comprimé produit un effet de re- froidissement.
Lorsque, dans un moteur de ce genre, la char- ge est enflammée par la chaleur de compression, il est indispensable d'atteindre une forte compression pour ga- rantir l'allumage même de charges pauvres et pour surmonter aussi l'effet de refroidissement de l'air comprimé, or, les compressions élevées exigent des moteurs lourds, L'économie est aussi moindre avec ces moteurs à cause de l'irrégulati- té de l'allumage à des taux de compression variables, ce qui est dû à l'accumulation du combustible liquide sur la tête du piston ou sur la paroi du cylindre, ainsi qu'à d'autres inconvénients inhérents à la pulvérisation directe du combustible dans la chambre de combustion,
Lorsqu'on ralentit la vitesse d'un moteur à combustion interne, on augmente la durée d'ouverture de la soupape.
Si l'admission du c omb ustible n'est pas réglée,
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cette admission par tour du moteur augmentera. Quelle que soit la vitesse du moteur, la durée d'ouverture d'une sou- pape par minute est la même. On voit d'après cela que pour chaque heure de la durée de fonctionnement à quelque vites- se que ce soit, la durée d'ouverture de la soupape d'un moteur à combustion interne, à commande par cames, sera la même pour un même réglage de la soupape. Cela étant le cas, si l'on ralentit la vitesse d'un moteur par des moyens autres que par l'étranglement, la quantité d'air admise en décimètres cubes sera la même par minute, quelle que Boit la vitesse. Cela se rapporte à l'air d'injection ou air employé pour la pulvérisation du combustible.
Il ne s'agit pas ici du réglage de l'admission d'hydrocar-
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bure liquide puisqu'on cherche à léar'.ltlèD4Iàsato8s1e8 moteurs, tandis qu'il n'en est pas de même du réglage de l'air d'injection. Si ce dernier n'est pas réglé et si l'admission d'hydrocarbure liquide l'est, la qualité de la charge variera avec le taux de compression réduits jusqu'à ce que, à des taux de compression et à des taux de 'compres- sion ralentis, on éprouve de la difficulté à produire l'al- lumage.
Pour mieux préciser, l'un des buts de l'inven- tion est l'établissement d'un moteur léger, d'encombrement réduit, dans lequel le combustible et l'air de pulvérisa- tion sont tous deux parfaitement réglés de manière que la qualité de la charge soit uniformisée, que l'effet de re- froidissement de l'air admis puisse hêtre réduit au mini- mum et que le moteur puisse fonctionner économiquement à toutes les vitesses pratiques.
Par le terme "moteur" on doit entendre non seulement l'appareil au moyen duquel la cha- leur est transformée en mouvement rotatif maisl'organisation
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commençant par le combustible, son réglage, la commande et les fonctionnement des pièces mécaniques du moteur, jusqu'à la distribution de force motrice.-
Sur les dessins ci-annexés : -
La fig. 1 est la vue en plan d'un moteur éta- bli conformément à l'invention.-
La fig. 2 en est la vue de coté, et
La fig. 3 la vue en bout.
La fig. 4 représente le dispositif de réglage des pressions du comb ustible.-
Les fig. 5 & 6 représentent respectivement, par une vue en bout et par une vue de coté, la came de com- mande de la soupape du pulvérisateur de combustible.
La fig. 7 est la vue se côté de la transmission servant à la sélection du cylindre et au réglage de l'ad- mission du combustible. La fig. 8 en est la vue en bout.
La fig. 9 représente le pulvérisateur de combus- tible en coupe verticale.
La fig. 10 est l'élévation latérale du moteur représenté dans son ensemble sur les fig. 1,)2 & 3, une partie des cylindres étant enlevée ou arrachée pour per- mettre de voir la position des pistons; sur ces figures les parties occupent la position voulue pour permettre l'admission d'une charge dans le cylindre I et l'allumage, par étincelle, de cette charge.
La fig. 11 est la vue en plan du vilebrequin et de l'arbre à cames avec leur transmission de liaison; on y voit le levier d'étranglement 14 et le levier de ré- glage à temps 20.
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La fig. 12 est une coupe verticale faite sui- vant la ligne 12-12 de la fig. 10, qui montre l'un des pistons et des manetons dans la p osition voulue pour la course motrice.
Pour permettre de mieux comprendre l'invention pn a choisi comme exemple son application à un moteur à deux temps. Le principe est le même ici que dans le cas du moteur à quatre temps, mais le dessin en est moins compliqué parce qu'il comporte un plus petit nombre de pièces.
I. fig. 1, 2 et 3, désigne la base du moteur ou carter, 2 est le vilebrequin, 3 le volant et 4 l'accouple- ment. En 5 sont désignés les cylindres d'un loteur à qua- tre temps. Dans les calasses des cylindres sont placés les bougies d'allumage 6 et les pulvérisateurs 7. Les soupapes des pulvérisateurs sont commandées par des culbuteurs 8 commandés à leur tour par des cames 9 montées sur l'arbre à cames 10. Les cames sont logées dans des carters 11 représentés sur les fig. 1 à 3. Les roues dentées qui re- lient le vilebrequin et l'arbre à cames sont disposées dans des carters 12 & 13. Sur les fig. 7 & 8, les leviers 14 à 20 sont représentés dans la position verticale pour plus de clarté, tandis qu'ils sont représentés dans la position horizontale sur les fige 1 à 5.
Sur le vilebrequin est montée la roue dentée 15 qui actionne la roue dentée 16 montée sur l'arbre transver- sal 17. Sur ce dernier est montée la roue dentée 18 qui en- grène avec la roue 19 (dentée) montée de façon à pouvoir cou- liaser sur l'arbre à cames 10, de sorte que pendant qu'elle
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actionne l'arbre à cames, elle puisse modifier sa position sur lui dans le sens de sa longueur, Le levier 14 est ar- ticulé en 21 et le levier 20 en 22.Le levier 14 sert à faire coulisser l'arbre à cames 10 longitudinalement dans ses supports, Le levier 20 permet de faire coulisser la roue dentée 19 longitudinalement sur l'arbre à cames dans le but de modifier son rapport avec la roue dentée 15.
Lorsque le levier 14 est actionné, la came conique 9, fig 5 & 6, se déplace par rapport à la tige 24 du culbuteur.
Lorsque l'arbre à cames est déplacé vers la gauche comme il est indiqué, la grande circonférence de la came vient en contact actif avec le galet du culbuteur, ce qui per- met à la soupape du pulvérisateur de s'ouvrir plus en grand, et inversement. Lorsque l'on manoeuvre le levier 20, le rapport angulaire entre le vilebrequin et l'arbre à cames est modifié.
La transmission 25 du distributeur (fig. 1 & 2) est montée sur l'arbre à cames ainsi qu'on le voit sur les fig.
1 & 2, par conséquent, la manoeuvre du levier 20 modifie non seulement le moment où se fait l'admission du combus- tible dans un cylindre donné, mais aussi l'instant de l'al- lumage de la charge, Lorsque l'allumage se fait électrique- ment, bien que l'on puisse opérer des réglages pour faire varier l'instant où jaillit l'étincelle par rapport à celui de l'admission du combustible, ces actions se produisent pour ainsi dire synchroniquement.
L'hydrocarbure liquide est amehé d'un réservoir d'alimentation par la conduite 26 et traverse un filtre 27; il est aspiré de la conduite 26 par la pompe à hydrocarbure 28 dont le piston 29 peut être actionné par le;doigt 30
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relié à la crosse de la pompe à air 31. Cette crosse re- liée au piston 32 de la pompe à air est actionnée par des excentriques 33 montés sur l'arbre transversal 17. La pompe à air qui a été représentés sur les dessins est de dimensions beaucoup plus grandes que cela est nécessaire pour alimenter d'air le pulvérisateur et, dans le cas d'un moteur de navire, elle peut servir pour actionner les sifflets et pour d'antres usages, tandis que la partie inférieure de la pompe peut être utilisée pour l'eau, coma me pompe de cale, etc...
Il a été reconnu. qu'un compresseur à air, dont le cylindre a une capacité cylindrique de 1/2 à 1% du. déplacement total du. cylindre moteur, suffit am- plement pour la pulvérisation de l'hydrocarbure liquide.
Dans d'autres moteurs du type à deux temps, le volume du compresseur est fréquemment de 10 à 15%, du. déplacement du. cylindre. -
La pompe à hydrocarbure liquide 28 aspire celui-ci dans la conduite 40. Passant à gauche dans cette conduite, fig. 4, l'hydrocarbure liquide entre dans le réservoir com- pensateur 41 par le conduit 42 en traversant la soupape de retenue 43. Lorsque le niveau de l'hydrocarbure liquide dans le réservoir 41 s'élève au-dessus du. niveau désiré, le flotteur 44 monte, actionne la soupape 45 et permet à l'hydrocarbure liquide de circuler autour de la boucle for- mée par la pompe 28, le tube 42, la soupape 45 et le tube de communication 46.
Lorsque le niveau de l'hydrocarbure descend dans le réservoir 41, la soupape 45 se ferme et le niveau de l'hydrocarbure est élevé par la pompe 28.-
47, fig.4, désigne la pompe à air et 48 le réser- voir à air, qui sont mis en communication par 1a conduite à
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air 49 dont une des extrémités débouche dans le réservoir compensateur 41 en traversant la soupape de retenue 50, tandis que son autre extrémité 51 communique avec les pulvé- risateurs 7. La conduite d'hydrocarbure liquide 40 est aussi reliée aux pulvérisateurs 7, voir fig. 1 & 2. Quelle que soit la pression à laquelle l'air arrive dans le réservoir compensateur 41, la même pression s'exerce sur la surface de l'hydrocarbure qui s'y trouve.
Supposant que cette pres- sion est de 21 kgs par centimètre carré, l'air sera amené aux pulvérisateurs 7 par les conduites 49 & 51, à la pression de 21 kgs par centimètre carré et l'hydrocarbure liquide sera amené aux pulvérisateurs par le tube 42 et la conduite
40 à la pression de 21 kigs. par centimètre carré. Quelle que soit la pression de l'air, celle de l'hydrocarbure li- quide sera la même. Si la pression de l'hydrocarbure dans le conduits 40 & 42 s'élève au-dessus de collège l'air, cette élévation est neutralisée du fait que le niveau de l'hydrocarbure en s'élevant dans le réservoir 41 ouvre la soupape de circulation 45. Le flotteur 44 s'ouvre et la com- munication est établie entre l'intérieur et l'extérieur par le tube 52. L'air comprimé dans le réservoir 41 afflue aussi dans le flotteur 44.
Si la pression de l'air baisse, l'air contenu dans le flotteur se dilate et chasse l'hydrocarbure qui peut y avoir pénétré. Ce type de flottes bien qu'étant ouvert, flotte toujours.
A la mise en marche du moteur il est nécessaire tout d'abord de pulvériser le combustible et l'air contenu dans la partie sunérieure du réservoir 41 suffit pour cela.
Les soupapes de retenue 43 et 50 sont fermées lorsque l'on arrete le moteur, mais pour le cas où il se produirait une lente fuite-de fluide comprimé en un point quelconque, on
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peut emmagasiner une provision d'air comprimé dans le petit réservoir 48. Dans ce cas, l'air nécessaire à la mi- se en marche est pris au réservoir 48 au lieu d'être four- ni par la pompe à air, laquelle naturellement ne fonction- ne pas. Dans la pratique, la pression dans le réservoir est un peu. supérieure à celle du cylindre, laquelle peut être de 8,5 kgs environ par centimètre carré.
Une pression même inférieure à celle-ci suffit pour pulvériser le com- bustible et dans le cas où. le réservoir d'emmagasinage 48 n'existe pas, la pression peut être rétablie sans diffi- culté à l'aide d'une pompe à air ordinaire pour banda- ges d'automobiles.
L'air et l'hydrocarbure liquide ayant amenés à la même pression, aux pulvérisateurs, tout est prêt pour l'admission d'une charge au pulvérisateur et au cylindre.
Bien que l'on puisse faire usage de tout bon pulvérisateur de type quelconque capable de recevoir l'air et l'hydrocar- bure liquide, d'en effectuer le mélange et de produire, de la manière décrite le mélange combustible qui sera ensuite injecté dans le cylindre moteur, on a représenté sur la fig.9 des dessins, un pulvérisateur qui est décrit en détail dans un brevet de la Société dite The Marion Steam shovel Company -du 1er Août 1927-. Le corps de ce pulvérisateur est fixé dans la culasse 60 du cylindre.
La tige 61 du culbuteur fixée dans le levier 8 de ce dernier pousse la tige 62 qui, à son tour, fait descendre la tige 63 de la soupape 64 des- tinée à obturer l'ouverture de l'extrémité supérieure de la chambre de mélange 65, à l'autre extrémité de laquelle se trouve la soupape 66 qui, lorsque la tige de soupape 63 descend s'ouvre, pour permettre au brouillard d'air et
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d'hydrocarbure de pénétrer dans le cylindre. L'air entre dans le pulvérisateur par les conduits 67 & 68. De ce der- nier il passe dans la chambre annulaire 69 et de là dans chambre de mélange par les ajutages tangentiels 70.
L'hydrocarbure liquide entre dans le pulvérisateur par la conduit 71 et se rend en descendant le long de l'espace annulaire formé entre le corps du pulvérisateur et le four- reau 72 de la tige de soupape, par le petit conduit 73 dans la chambre 74 formée autour de la tige de soupape et au-dessus de la soupape 64; la longeur du temps que celle- ci met à s'ouvrir et la dimension de son ouverture déter- minent la quantité d'hydrocarbure admise dans la chambre 65.
Dès que l'on fait agir la pression de l'air et que les soupapes 45 & 50, fig. 4, sont ouvertes, l'air est comprimé dans la chambre de mélange 65 et l'hydrocarbure liquide est comprimé à la même pression dans la chambre 74 au-dessus de la soupape 64. lorsque la tige de soupape 63 descend, l'air circule immédiatement autour de la chambre 65, ren- contrant et divisant la pellicule d'hydrocarbure qui af- flue autour de la soupape 64. Le mélange d'air et d'hydro- carbure pulvérisé pénètre alors dans le cylindre par la soupape 66 qui maintenant est ouverte. Cette soupape est de forme annulaire; elle est pourvue d'une nervure 75 qui
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dirige la pel110lÜibd 'hydrocarb u.re pulvérisé sortant de la soupape.
Lorsque fait remonter la tige 61, la tige de soupape 63 est rappelée dans sa position de fermeture par l'action qu'exerce la pression de l'air dans la chambre 77 sur la face inférieure du diaphragme 76, lequel est du type à disque nervure qui est retenu dans la tête du pulvérisateur et dont le bord est pris en dessous du chapeau, de façon à empêcher l'air de s'échapper de la chambre 77 sauf en passant par la
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soupape 66. On obtient ainsi un produit ou brouillard d'hy- drocarbure et d'air très finement divisé.
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Pour opérer la mise en marche du moteur après un arrêt de grande durée et quand le cylindre est pour ainsi dire froid il faut enflammer le brouillard combustible par un moyen extérieur quelconque. On emploiera dans ce but l'étincelle électrique. Pour assurer l'allumage, il est bon que le brouillard que sort par. la soupape 66 soit envoyé à travers le pont d'allumage ce qui est rendu possible grâce à la forme de la soupape de pulvérisation établie conformément à l'invention.
Pour mettre en marche un moteur à basâe pression, celui d'une voiture automobile par exemple dans lequel la pression est en moyenne de 4,5 kgs environ par centimètre carré, il est nécessaire de se servir en tout temps, pour l'allumage de l'étincelle électrique ou d'un autre agent extérieur parce que la chaleur fournie par la compression n'est pas suffisante et, lorque l'on emploie l'étincelle dans ces conditions-là, elle devra être retardée par rapport -à l'admission du combustible ès que le moteur s'est échauf- fé après la mise en marche.
Lorsque le moteur est froid au moment où on le met en marche, il est nécessaire d'envoyer l'hydrocarbure et l'air ou le mélange combustible à travers l'étincelle pour assurer l'allumage, c'est-à-dire que l'é- tincelle devra jaillir au moment même où se fait l'admission du combustible ou à peu près. Une fois le moteur mis en marche et échauffé, l'étincelle pourra être retardée avec avantage par rapport à l'admission du combustible.
Mais lorsqu'il s'agit de moteurs à pressions plus élevées dès que le moteur est échauffé on met l'étincelle
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hors circuit et on produit l'explosion par la chaleur de compression et la chaleur restante. Dans ce cas il a été remarqué.' que lorsqu'on met l'étincelle hors circuit, le moteur prend un peu de vitesse, ce qui indique qu'il re- çoit plus de force motrice de la même charge. On peut at- tribuer cela au fait qu'à la mise en marche, l'étincelle enflamme une charge brute, humide; cette partie du travail de la combustion sert à transformer le brouillars d'hydro- carbure en gaz ou, tout au moins, chauffer le brouillard.
A la mise hors circuit de l'étincelle, une fois le moteur échauffé, la charge ne s'enflamme pas avant d'avoir été convertie en gaz, ou avant d'être suffisamment chaude, et la chaleur nécessaire est produite par la compression et par les parois du cylindre. Cela indique que quand le moteur marche à l'étincelle, il faut une fois que le moteur est chauffé retarder l'étincelle par rapport à l'admission du combustible, afin de laisser à la charge le temps voulu pour sa transformation de l'état brut à l'état gazeux ou tout au moins pour qu'elle soit chauffée.
Dans certains moteurs qui ne sont pas ceux du pré- sent système la pression employée est de 35 kgs par centi- mètre carré à 36 kgs par centimètre carré environ et il faut
24. 5 kgs par centimètre carré pour la mise de feu de la charge. L'excédent de compression est nécessaire pour compen- ser l'effet de refroidissement d'un excédent d'air d'injec- tion.
Dans le présent procédé, la pression employée est de 8.5 kgs environ par centimètre carré et le succès obtenu par la mise de feu de la charge par la chaleur de cette basse compression doit être attribué en partie à l'observation d'une proportion convenable entre l'air de pulvérisation et
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l'hydrocarbure liquide à pulvériser et en partie à l'élimi- nation pour ainsi dire totale de tout effet de refroidisse- ment dû à la dilatation de l'air d'injection dans le cylindre.
Il a été dit quauc un moteur à comb ustion interne ne peut être auto-démarreur, qu'il faut qu'il soit mis en natation à l'aide d'une manivelle ou. au- moyen de l'air comprimé ou par un autre agent extérieur. Il a été dit aussi qu'il n'existe pas de moteur à comb usti on interne qui soit ré- versible sans l'aide de moyens mécaniques. Le présent sys- tème permet de faire tourner un moteur froid, dans un sens ou. dans l'autre, sans avoir recours à des moyens extérieurs.
Après la mise en marche, la charge combustible peut être enflammée par la chaleur de la basse pression. Conformément à l'invention, un mélange ou. brouillard combustible, de qualité uniforme est produit en pulvérisant une certaine quantité d'hydrocarbure liquide avec une quantité plus faible en poids d'air comprimé à basse pression et cette charge est enfamméè au moyen de l'étincelle électrique.
On peut continuer à enflammer au moyen de l'étincelle ou bien dès que le moteur est chaud employer dans ce but la chaleur d'un fluide à basse pression.-
Pour mettre un moteur en marche par ce système, il est nécessaire naturellement que le maneton du cylindre dans lequel la charge doit être enflammée.' se trouve dans la position correcte, avant ou arrière. Dans le cas d'un moteur à un ou à deax cylindres il peut être nécessaire d'arrêter le moteur pour lui faire quitter le point mort, mais, lorsqu'il s'agit d'un moteur à quatre cylindres, bien que deux manetons puissent être au point mort, les deux
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autres ne le sont pas.
Mais avant la mise de feu de la charge il est nécessaire de choisir le cylindre d'avant ou le cylindre d'arrière, suivant le cas, ce que l'on peut effectuer en modifiant le rapport d'angle entre l'arbre à cames et le vilebrequin. Le dispositif sélecteur peut être d'un genre quelconque appropié. Dans l'exemple représenté, une roue dentée 15 montée sur le vilebrequin actionne la roue dentée 19 clavetée sur l'arbre à cames
10, par l'intermédiaire des roues dentées 16 & 18 montées sur l'arbre transversal 17, fig. 7 & 8.
L'admission du mélange combustible est commandée par la position de l'arbre à cames; le distributeur est relié par engrenages à ce même arbre à cames, par conséquent, lorsque l'on dé- place l'arbre à cames par rapport au vilebrequin l'allu- mage se trouve aussi réglé par rapport au vilebrequin.
Pour la mise en marche du moteur, la manoeuvre est la suivante: on s'assure d'abord que le levier 14 occupe la position indiquée en pointillé sur la fig. 11, qui est la position normale du moteur au repos. Cela a Pour effet de ramener les organes de commande des cames 9 montées sur l'arbre 10 de l'un des côtés des tiges 24 des culbuteurs.
On ramène ensuite le levier de réglage à temps 20 de la position en traits pleins à la position indiquée en pointillé sur la fig.11, ce mouvement étant suffisant Pour faire tourner l'arbre à cames de 10 0 degrés, -ce qui a pour effet de retarder les cames et, par conséquent, le moment de l'injection et du jaillissement de l'étincelle par rapport au point mort supérieur des pistons on amène ensuite le levier d'étranglement 14 à la position indiquée en traits pleins, ce mouvement ayant pour effet
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de provoquer le rappel des cames 9 à leur position pri- mitive dans le prolongement des tiges 24 des culbuteurs.
On ramène maintenant le levier de réglage 20 vers la po- sition indiquée en traits pleins ; cedéplacement du le- vier 20 ayant pour conséquence de produire la venue en contact de l'organe de commande de 1une des cames avec le galet de la tige du culbuteur correspondante 24, et par suite le soulèvement de la tige et l'ouverture du pulvérisateur par l'actionnement du culbuteur 8 et l'ad- mission d'une charge de combustible dans le cylindre.
Dans l'exemple représenté, l'injection aura lieu dans le cylindre N 1 comme il est indiqué sur la fig. 10.
Pour renverser la marche en supposant que le mo- teur tourne dans le sens des aiguilles d'une montre, on manoeuvre le levier 14 de manière à arrêter l'admission de combustible, on déplace le levier 20 et l'arbre à cames de 100 degrés, tous deux dans le sens des aiguilles d'une montre, on manoeuvre le levier 14 pour admettre le combus- tible et l'on amène le levier 20, en le faisant tourner, dans le sens contraire à celui des aiguilles d'une montre, à la position de 12 heures, l'explosion de la charge aura lieu. alors quand la manivelle se trouvera dans le secteur compris entre les positions de 12 heures et de 9 heures, ou. immédiatement au-delà de celle-ci.
Dans la description de la mise en marche et du fonctionnement qui vient d'être donnée l'allumage se fait électriquement. Il peut être désirable, dans- certaines conditions, de marcher avec l'allumage électrique tandis que dans d'autres cas l'allumage peut être effectué par la chaleur de compression et la chaleur restante, Pour marcher avec ce dernier mode d'allumage, on net en marche
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d'abord avec l'allumage électrique puis, dès que les cylindres sont chauffés et que la comression est suf- fisante, on met l'étincelle hors circuit. La charge ad- mise dans le cylindre est pour ainsi dire de qualité uni- forme et l'on en fait varier la quantité au moyen du le- vier d'étranglement 14.
La pression de l'air de pulvéri- sation peut ne pas dépasser 4,22 kgs par centimètre carré et être même inférieure, mais pour le fonctionnement et surtout lorsque l'allumage est produit par la chaleur de compression, la pression de l'air de pulvérisation devra être un peu supérieure à celle de la compression, laquelle est de 8,5 kgs environ par centimètre carré.
Il est evi- den que lorsque l'on opère la mise de feu par compression, la pression de pulvérisation doit être supérieure à la compression faute de quoi l'admission de la charge ne pourrait avoir lieu.-
L'hydrocarbure liquide est pulvérisé à son ad- mission dans la chambre de mélange par les jets d'air compri- mé qui affluent dans la chambre de mélange par les ajutages tangentiels 70; l'hydrocarbure et l'air sont alors intime- ment mélangés pendant qu'ils tournent et traversent la chambre de mélange, le mélange combustible se détendant à une pression inférieure à celle à laquelle le mélange d'hydrocarbure et d'air entrent dans la chambre de mélange et il s'ensuit que la vitesse du jet à sa sortie du pulvé- risateur est réduite.
Il est bon que la vitesse soit faible quand le jet se rend du pulvérisateur dans la chambre de combustion, cela permet au jet de brûler plus près du pul- vérisateur et avant de Rencontrer les salaces du cylindre.
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Il a été question dans les précédents paragraphes de la pression de pulvérisation et par cette expression on doit entendre aussi la pression d'injection.
Dans l'exemple représenté sur les dessins, le point d'allumage se trouve en haut du cercle vertical.
En d'autres termes, la disposition mécanique est telle que lorsque la pointe des cames de commande des culbuteurs atteint la position de 12 heures le combustible est injecté et l'étincelle passe dans le cylindre. Le point d'alluma- ge pourrait être situé à tout autre endroit du cercle ver- tical, sa position étant déterminée uniquement par la liai- -son entre l'arbre à cames et les dispositifs d'injection et d'allumage.
Le mot "retard" a été employé pour exprimer un mouvement de l'arbre à cames et du dispositifs d'injection et d'allumage par lequel la position du point d'allumage d'un cylindre donné est retardée par rapport à ce cylindre et au maneton; cela signifie aussi que le point d'allumage est dépalcé en avant ou avancé sur le cercle de rotation de ce maneton. Ainsi par exemple si le point d'allumage est retardé de 90 degrés par rapport au maneton et si le point d'allumage est à 12 heures pendant la marche, le point d'allumage est alors retardé de 90 en avant de la position de marche. L'allumage se fait à la position de 12 heures comme d'habitude, mais après que le maneton a dépassé cette position de 90 degrés; l'expression re- tard a généralement cette acceptation là dans l'industrie des moteurs.
On comprend que lorsqu'il est dit au cours du présent mémoire que la quantité d'air employée est infé- rieure à celle de l'hydrocarbure dans le brouillard, cela
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a trait aux quantités relatives déterminées en poids. Ainsi par exemple si l'on prend 28 décimètres cubes d'air en- viron par freinage d'un cheval-vapeur-heure ( ce qui est un chiffre realtivement élevé ) et 270 grammes d'hydro- carbure liquide environ pour un effort de freinage d'un cheval-vapeur-heure ( ce qui est à peu près la quantité employée ), le poids de cette quantité d'air sera d'en- viron 35 grammes pour un effort de freinage d'un cheval- vapeur-heure. Cela en supposant qu'on dispose d'air libre à la température de 200 0. environ.
Il est en outre évident que cette indication d'une quantité d'air inférieure à la quantité d'hydrocar- bure contenue dans le brouillard tient compte aussi de l'état dans lequel la quantité d'air et la quantité d'hy- drocarbure (déterminée en poids) se rapproche du point d'uniformité des quantités relatives, pour passer de là par des degrés où la quantité d'air contenue dans le brouillard est certainement inférieure à celle de l'hydro- carbure liquide. Ainsi par exemple on peut employer 270 grammes d'hydrocarbure et 23 décimètres cubes d'air environ, ce qui constitue approximativement le rapport prévu entre les quantités de ces éléments composant le combustible d'injection.
Enfin ainsi que l'on s'en rend compte par ce qui précède les divers points caractéristiques du moteur établi -conformément à l'invention sont les suivants:- a) La faculté d'effectuer sa mise en marche lorsqu'il est froid, sans avoir recours à un démarreur ou à une mise en marche à la main. b) L'injection du mélange combustible dans l'air du cylindre lorsque le piston se trouve aux points de basse pression ainsi qu'on la vu plus haut.
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c) La faculté d'opérer le changement de marche pen- dant le fonctionnement soit pour faire passer le vilebre- quin de la rotation s'effectuant dans le sens des aiguilles d'une montre à la rotation en sens contraire à celai des aiguilles d'une montre ou inversement.-
R é s u m é
L'invention porte sur un moteur à combustion interne qui présente les caractères distinctifs suivants :
1 La combinaison avec un ou.plusieurs cylindres comprenant un ou plusieurs pistons, une ou plusieurs biel- les et un vilebrequin, d'un pulvérisateur de mélange com- bustible par cylindre, d'un mécanisme de commande qui, lorsque le moteur est au repos, peut être réglé pour per- mettre au pulvérisateur d'envoyer le mélange combustible dans un cylindre pendant que le piston est dans la posi- tion de course motrice, et des moyens pour obliger le mélan- ge combustible à quitter le pulvérisateur et à pénétrer dans un cylindre à ce moment là,le moteur pouvant ainsi être mis en marche depuis l'état de repos.
2 'Un moteur;- à ]plusieurs cylindres comprenant chacun une bielle et un vilebrequin commun à tous les cylindres d'un pulvérisateur de mélange combustible pour chaque cylindre, d'un mécanisme de commande pour ces pulvérisa- teurs, saceptible d'être réglé lorsque le moteur est au repos, pour permettre à l'un des pulvérisateurs d'envoyer le mélange combustible dans son cylindre pendant que le piston de ce cylindre est dans la position de course motri- ce et des moyens pour obliger le mélange combustible à quitter ce pulvérisateur et à pénétrer dans le cylindre mis en communication au moment considéré,
le moteur pouvant ainsi être mis en marche depuis l'état de repos.-
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3 / Un régulateur d'allumage commun à tous les cy- lindres actionné par le mécanisme de commande du pul- vérisateur pour l'obliger à fermer le circuit électri- que concurrement à la sortie du mélange combustible du pulvérisateur.
4 / Un régulateur d'allumage commun à tous les pul- vérisateurs.
5 / Un mécanisme de commande du pulvérisateur compre- nant une came et son arbre destinés, lorsqu'ils sont ré- glés en position, à permettre au pulvérisateur d'envoyer le mélange combustible dans le cylindre pendant que le piston est dans sa position de course potrice.
6 / Un arbre à cames portant plusieurs cames, l'une ou l'autre de ces cames, par suite du réglage en position de l'arbre permettant à l'un des pulvérisateurs d'envoyer le mélange combustible dans son cylindre.-
7 Une liaison rotative entre l'arbre à cames et le vilebrequin, un système de levier pour actionner l'ar- bre à cames en vue de régler la position de la came quand le moteur est au repos, dans le but de permettre au pul- vérisateur d'envoyer le mélange combustible dans son cy- lindre, cette liaison rotative entre les deux arbres permettant à la came d'ouvrir périodiquement le pulvé- risateur pour maintenir le moteur en marche.-
8 Un levier pour commander la rotation de l'arbre à cames.
9 / Un mécanisme de commande pour le pulvérisateur de combustible destiné à fonctionner dans un rapport déterminé relativement à l'arbre vilebrequin pour permettre au pulvérisateur d'admettre le combustible dans le cylindre
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lorsque le piston occupe dans ce dernier une position située entre la basse pression et la pression maximum; l'injection pouvant se faire à une pression un peu su- périeure à ce taux de compression, l'hydrocarbure liquide étant réparti dans l'air du cylindre avant l'allumage.
10 / Un mécanisme entre le vilebrequin et l'arbre à cames pour les obliger à agir de concert dans un rapport prédéterminé tel que le pulvérisateur puisse admettre le combustible dans le cylindre. Ce mécanisme de commande permettant aux pulvérisateurs d'admette le mélange com- bustible successivement dans les divers cylindres lorsque leurs pistons respectifs se trouvent dans des positions comprises entre la basse pression et la pression maximum.
11 / Le mécanisme de commande détermine la position du régulateur à temps en vue de retarder l'allumage jus- qu'à peu avant ou après la compression maximum, l'injec- tion pouvant ainsi se faire à une pression un peu plus élevée que cette pression de compression, le combustible étant ainsi distribué dans l'air du cylindre avant l'al- lumage, ce dernier étant rétardé jusqu'à peu avant ou après la compression maximum.-
12 / Un mécanisme de commande de chaque pulvérisateur peur être réglé avant la mise en marche du moteur pour permettre au pulvérisateur d'admettre le combustible dans le cylindre quand le piston est dans la position de course motrice d'un coté du centre et qui peut être régle pendant la marche:
1 ) pour arrêter l'admission de combustible dans le cylindre, 2 ) pour permettre au pulvérisateur d'admet- tre le combustible lorsque le piston est dans sa position de course motrice de l'autre côté du centre,le moteur étant ainsi rendu réversible, et 3 ) pour régler à ce moment le régulateur à temps en vue de provoquer l'allumage.
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13 / Une alimentation d'hydrocarbure liquide et d'air comprimé en communication avec les pulvérisateurs, un ré- gulateur d'allumage à temps commun à tous les cylindres, un mécanisme de commande commun à tous les pulvérisateurs et au régulateur, destinés à ouvrir tous les pulvérisateurs successivement pour obliger le régulateur à fermer un circuit électrique pour chaque cylindre lorsque son piston est sensiblement au point de compression extrême ou a dépassé ce ppint.
14 / Un pulvérisateur de mélange combustible pour chaque cylindre destiné à recevoir l'hydrocarbure liquide et l'air sous pression pneumatique et à les transformer en un combustible semblable à un brouillard, un mécanis- me à air comprimé poux faire arriver ce mélange d'hydro- carbure liquide et d'air aux pulvérisateurs, un régulateur d'allumage à temps commun à tous les cylindres, un méca- nisme de commande commun à tous lespulvérisateurs et au régulateur,- 15 /Doux dispositiifs de leviers reliés à l'arbre µ. cames dont l'un est destiné à régler par rotation la posi- tion des cames par rapport aux pulvérisateurs et l'autre à régler longitudinalement la position des cames aussi par rapport aux pulvérisateurs.
16 / Dans un moteur à plusieurs cylindres des moyens permettant de mettre le moteur en marché lorsqu'il est dans la position de repos et de le maintenir en fonctionnement par l'action successive des cames produisant respective- ment l'ouverture des pulvérisateurs, tandis que le régula- teur à temps provoque la fermeture successive des cir- cuits électriques.
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17 / Une came pour chaque pulvérisateur, un engrenage hélic@ïdal entre l'arbre à cames et le vilebrequin un le- vier pour communiquer un mouvement de va et vient à un des éléments de l'engrenage hélicoïdal pour amener par rotation une came dans la position voulue pour commander l'ouverture d'un pulvérisateur, un régulateur d'allumage à temps et d'une transmission à vis sans fin entre le dit régulateur et l'arbre à cames, pour obliger le régu- lateur à temps à fermer le circuit électrique par rapport à l'instant où la came ouvre son pulvérisateur correspon- dant.
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18 Dans un moteur, la combinaison avec une suite de pulvérisateurs, d'un arbre à cames mobile rotativement et longitudinalement, une came sur cet arbre pour chaque pulvérisateur, les parties actives des cames étant amenées par degrés hors d'alignement de manière à actionner les pulvérisateurs l'un après l'autre, un levier au moyen duquel l'arbre à cames est mis en rotation pour amener les cames en position par rotation, et un autre levier au moyen du± quel l'arbre à cames et les cames sont mises en position longitudinalement en v ue de permettre aux cames d'action- ner les pulvérisateurs successivement.
19 La combinaison avec un cylindre de moteur, un piston, une bielle et un vilebrequin, d'un pulvérisateur monté dans la culasse du cylindre et pourvu de conduits d'hydrocarbure liquide et d'air, et d'une chambre de pul- vérisation à proximité de son extrémité inférieure, et des moyens pour créer la pression dans ces conduits pour produire un contact violent entre l'hydrocarbure et l'air, un régulateur d'allumage à temps et un mécanisme de com- mande pour ce pulvérisateur.-