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"Perfectionnements aux moteurs à explosions"*-
On sait que dans les moteurs à explosions le rendement est fonction du taux de compression, Il existe pour chaque carburant un taux de compression au-delà duquel se produit l'auto-allumage. Les mo- teurs sont donc établis de telle manière qu'à pleine admission, la compression soit voisine de ce taux sans cependant l'atteindre. Il est clair qu'à admission réduite le taux de compression diminue et partant le rendement. On a cherché par divers procédés à mainte- nir le taux de la compression a sa valeur maxima quel que soit le degré d'admission, Les procédés employés tout en améliorant le rendement thermique diminuaient considérablement le rendement mécanique des moteurs de sorte que le résultat obtenu ne donnait pas satisfac-
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tion.
La présente invention a pour objet un procédé qui permet de maintenir constamment le taux de compres- sion optimum et qui consiste à réintroduire dans le cy- lindre la quantité voulue de gaz de l'échappement à travers des orifices pratiqués dans le cylindre et dé- couverts par le piston lorsqu'il se trouve au point mort bas* Ces orifices sont reliés avec un réservoir de détente pouvant lui-même communiquer ou non avec le tuyau d'échappement.
Si on le désire, un boisseau ou tout autre dispositif de réglage peut être placé entre le réservoir de détente et les orifices d'échappement,
Cette disposition permet d'introduire dans le cylindre, lorsque le moteur marche à admission réduite, une cer- taine quantité de gaz brûlés qui occupent la partie inférieuredu cylindre entre le piston et les gaz frais d'admission et constituent, grâce à la stratification, un matelas de gaz qui réduit la chambre d'explosion et permet aux gaz frais d'exploser au taux de compression optimum.
Sur les dessins annexés, on a représenté à titre d'exemple des modes de réalisation d'un moteur muni du dispositif d'après l'invention.
Sur ces dessins
La figure 1 représente un noteur à explosion muni du dispositif d'après l'invention, sans communi- cation entre le réservoir et l'échappement,
La figure 2 est une variante dans laquelle le réservoir de détente communique avec le tuyau d'échap- pement, et dans laquelle le tuyau qui relie ce réservoir aux orifices percés dans le cylindre est muni d'un dis- positif de réglage..
La figure 3 représente une autre variante plus particulièrement destinée à l'aviation*
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La figure 4 montre, en coupe transversale, un moteur du même type muni des dispositifs d'après l'in- vention et comportant un dispositif de commande parti- culier de l'organe qui règle l'ouverture des orifices qui mettent en communication l'intérieur du cylindre avec le réservoir de détente.
Les figures 5 et 6 sont deux coupes horizontales faites par l'axe du distributeur rotatif indiqué sur la figure 4, ces deux vues correspondant à dieux posi- tions différentes de l'organe de réglage.
Le moteur comporte un carter A et un certain nombre de cylindres 1 dans lesquels se déplacent des pistons 2. 9 est la soupape d'admission, 7 est la tuyauterie d'admission venant du carburateur 3, 4 est le papillon ou le robinet de réglage des gaz.
Au -point mort bas du cylindre sont placés un ou plusieurs orifices 14 qui communiquent avec un réservoir de détente 6. Ce réservoir peut être fermé, comme on le voit figure 1, ou peut être relié par un tube 8 avec le tuyau d'échappement 12, comme on le voit sur les autres figures Le tuyau qui relie les orifices 14 au réser- voir de détente peut être muni d'un dispositif de réglage 5 (voir figures 2 et 3), soit indépendant, soit relié d'une manière quelconque au papillon 4. Il Va de soi que ce dispositif de réglage 5 peut affecter une forme quelconque.
La marche du moteur est la suivante :
A la fin de la course motrice, les gaz d'échappe- ment s'échappent par les orifices 14. Ce fait procure déjà un avantage considérable grâce à une meilleure é- vacuation des gaz brûlés, une diminution de la fatigue des soupapes d'échappement, une diminution de l'éohauf.. fement du fait de la détente brusque des gaz et de la diminution de la contre-pression pendant la phase d'é-
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chappement.
En outre, les gaz qui s'échappent par les orifices 14 balaient la surface du piston et la net- toient de la calamine et des autres résidus de combus- tions Ensuite, le piston 1 remonte en expulsant le reste des gaz brûlés, par la soupape d'échappement 10, puis redescend en aspirant par la soupape d'admission,
9 les gaz frais. Si le carburateur n'est pas suffi- sa,-ment ouvert pour permettre le remplissage complet de la cylindrée, lorsque le -oiston arrive en bas de sa course et lorsqu'il démasque à nouveau les orifices 14, il se produit une réintroduction de gaz brûlés venant dé la chambre de détente 6 qui viennent compléter la cylindrée.
Lorsque le -oiston remonte en effectuant la course de comression la cylindrée est donc complète et est remplie partiellement par les gaz frais et partiel- lement par les gaz brûlés. Le fait d'introduire les gaz brûlés au point mort bas donne lieu à une véritable stratification et les gaz brûlés ne se mélangent pra- tiquement pas aux gaz frais et constituent une couche inerte intercalée entre les gaz frais et le piston.
Le rôle des gaz brûlés réintroduits est multiple, d'abord, ils permettent de récupérer un certain nombre de calo- ries qui réchauffent les gaz frais ; ils diminuent par leur présence la capacité de la chambre de com- pression réservée aux gaz frais et font exploser ceux-ci au taux de compression optimum,
Lorsque le moteur fonctionne à pleine admission la marche n'est pas modifiée par le dispositif suivant l'in- vention et l'on possédera toujours l'avantage de l'é- chappement anticipé par les orifices 14.
Dans le mode de réalisation de la figure 1 le ré- servoir 6 est fermé et par suite la pression à l'in- térieur de ce réservoir est toujours maximum.
Dans le mode de réalisation de la figure 2, le réservoir 6 communique avec l'air libre et par suitela
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pression est toujours minimum.
Dans le mode de réalisation de la figure 3, le tuyau 8 comporte un organe de réglage qui permet de don- ner la pression dans le réservoir la valeur désirée,
Lorsqu' on emploie le dispositif d'après l'in- vention pour les moteurs d'aviation, les avantages réalisés sont encore plus considérables. Dans ce cas on disposera de préférence le moteur suivant le mode de réalisation de la figure 3. Une vanne 13 est placée sur la tuyauterie 8 qui relie le réservoir de détente 6 et le tuyau d'échappement 12 qui communique avec l'at- mosphère. Les gaz d'échappement, lorsqu'ils s'échappent à la fin de la course par les orifices 14 possèdent encore une certaine pression.
En agissant sur la vanne de sortie 13 du réservoir de détente 6, on peut main- tenir dans ce réservoir tout ou partie de cette pres- sion* On peut donc réintroduire dans le cylindre d'autant plus de gaz inertes que la pression dans le réservoir de détente sera maintenue plus élevée, Il y '9. lieu de remarquer qu'on ne crée aucune contre-pression sur le piston, la soupape d'échappement restant ouverte, pendant toute la remontée du piston, après la fermeture par le piston des orifices 14. Un autre avantage, non moins important, est constitué par le fait que le dispositif d'après l'invention permet d'utiliser des carburants lourds inutilisables dans un moteur ordinaire. Bien entendu, la mise en route et la marche en ralenti seront de préférence alimentées par un carburant volatil tel que l'essence.
Sur les figures de 4 à 6 on a représenté un mode de construction destiné tout particulièrement à des moteurs à très longue course. En effet dans de tels moteurs il est souvent difficile de masquer à la fin de la course ascendante les orifices 14 communiquant
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avec le réservoir de détente, étant donné que le piston, pour effectuer cette opération devrait avoir une hauteur par trop considérable.
Dans le but de réduire la hauteur du piston tout en assurant la fermeture et l'ouverture alternative des orifices placés dans la partie inférieure du cy- lindre on a placé sur le tuyau qui fait communiquer le réservoir de détente avec ces orifices un distributeur rotatif tournant à demi-vitesse du moteur.
Ce distributeur est constitué par un organe cy- lindrique plein percé suivant un diamètre d'une ou- verture de forme déterminée. Pendant que le piston effectue ses quatre courses, l'organe cylindrique fait un tour complet. La position de l'ouverture est ré- glée de telle sorte que l'intérieur du cylindre ne soit mis en communication avec le réservoir de détente qu'à la fin de la course -d'explosion et à la fin de la course d'admission,
On peut disposer également ce distributeur de façon qu'il permette en outre de régler la quantité de gaz brûlés qui entrent par ses orifices dans le cylindre ou même de couper entièrement, si on le désire, l'arrivée de ces gaz,
Le distributeur rotatif 15 tournant à la demi-vitesse du moteur peut être entraîné au moyen d'une chaîne,
d'engrenages ou de tout autre dispositif approprié,
Sur la figure 4 on voit qu le distributeur 15 dans la position qui établit la communication entre un tuyau 20 qui communique avec les orifices 14 d'une part et le réservoir de détente 6 d'autre part, Cette position cor- respond à la position inférieure du piston. Lorsque le piston remonte, le distributeur effectue uhe certaine fraction de tour et sa partie pleine coupe la communi- cation entre l'intérieur du cylindre et le réservoir
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Quand le piston revient dans la position de la figure
4, le moteur a effectué un tour complet et le distri- buteur qui tourne à demi-vitesse du moteur a fait un demi-tour. La communication est rétablie et n'est coupée de nouveau qu'après une nouvelle fraction de tour.
Si on désire en outre réaliser un réglage de la quantité des gaz réintroduits dans le cylindre à la fin de la course d'admission, la partie tournante du distributeur 15 peut coulisser à l'intérieur de son boisseau 21. Cette partie tournante du distributeur porte un manchon muni de cannelures ou de clavettes, destinées à assurer le guidage de cet organe, lors de son coulissement à l'intérieur du trou.
Le distributeur rotatif 15 est muni d'un orifice 16 aménagé de telle sorte qu'il permette, quelle que soit la position dans le sens longitudinal du distri- buteur, la sortie des gaz brûlés en fin de course d'é- chappement, Ce trou 16 peut, par exemple, avoir la for- me représentée sur les figures 5 et 6. Lors de la ro- tation du distributeur, l'organe 22 occupe successivement la position indiquée en traits pleins et la position indi- quée en pointillé.
Lorsque le distributeur se trouve dans la position de la figure 5, l'organe 22 ferme entièrement, dans la position indiquée en pointillée, le tuyau 20 en empêchant ainsi la réintroduction des gaz brûlés dans le cy- lindre, tout en permettant l'évacuation de ces gaz à la fin de la course d'échappement, l'organe. 22 se trouvant à ce moment dans la position indiquée sur la même figure en traits pleins.
Dans la position de la figure 6, le distributeur ayant coulissé d'une certaine longueur, l'organe 22 ne masque plus entièrement, dans la position indiquée en pointillé, le tuyau 20, la réintroduction des gaz étant ainsi rendue possible. Le distributeur 16 peut
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être déplacé dans le sens longitudinal par un dispositif quelconque* Sur les figures 5 et 6, on a représenté un mode de réalisation d'un tel dispositif, Le distributeur qui reçoit, à l'aide du pignon 19, un mouvement de rota- tion continu. peut être déplacé dans le sens longitudinal à l'aide d'une commande agissant sur une fourchette 17 articulée en 18 à l'organe coulissant. On a indiqué sur les figures 5 et 6 deux positions de la fourchette correspondant à deux positions différentes de l'organe coulissant.
Lorsque le moteur marche au régime de pleine admis- sion, le distributeur rotatif sera disposé soit par une commande indépendante, soit par une commande conjuguée avec celle de l'accélérateur, de façon à réduire au minimum ou même à couper entièrement la réintroduction des gaz 'brûlés, tout en conservant les avantages de l'échappement par les orifices placés dans la partie inférieure du cy- lindre
Il doit être entendu que l'invention n'est pas limitée aux exemples re-orésentés qui n'ont été donnés que dans le but de faire mieux comprendre l'invention mais qu'on peut appliquer le dispositif à tous les moteurs à explosion dé- jà existants et que la réintroduction des gaz brûlés pourra être réalisée d'une manière quelconque sans s'écarter pour cela de l'esprit de l'invention.
Par exemple, on peut modifier d'après l'invention les moteurs alimentés à l'aide de fourreaux animés d'un mou- vement quelconque (alternatif, rotatif, mixte, etc....), Dans ces moteurs, on peut utiliser les fourreaux pour obtenir les résultats cherchés soit par un décalage de la commande, soit par l'adjonction d'un fourreau supplémen- taire ou par tout autre moyen approprié. On peut éga- lement obtenir un résultat approchant, quoique moins par- fait, en agissant sur la soupape d'échappement,. dans le
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cas d'un moteur à soupapes. On fait soulever en fin d'admission, la soupape d'échappement par une came conve- nable. La soupape d'échappement fonctionne alors deux fois pour deux révolutions du moteur : une première fois normalement et une deuxième fois, en fin d'admission.
Ce procédé est nnins recommnndable parce qu'il provoque un certain mélange des gaz frais avec les gaz brûlés qui ne peuvent être introduits qu'en quantité limitée,.
Il doit âtre également entendu que le distributeur décrit à propos des figures 4 à 6 peut être remplacé par un autre dispositif quelconque animé d'un mouvement de rotation continu à demi-vitesse du noteur et permet- tant d'établir et de supprimer alternativement la commu- nication entre les orifices 'lacés dans la partie infé- rieure du cylindre et le réservoir de détente, tout en permettant éventuellement le réglage de l'ouverture au mo- ment de la réintroduction des gaz brûlés, ce dispositif pouvant être commandé d'une manière absolument quelconque.