BE360436A - - Google Patents

Description

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  "Perfectionnements   sux   moteurs à combustion interne multicy-   lindriques à   tambours d'échappement". 



   La présente invention se réfère   à   des perfectionnements aux moteurs multicylindirques à combustion interne pourvu de tambours d'échappement communs à plusieures cylindres et dé- livrant les gaz d'échappement dans un dispositif commun à plusieurs tambours. 



   On   connaît   des silencieux d'échappement du type   éjeetour   applicables aux moteurs à combustion interne à deux ou qua- tre cylindres dans lesquels la contre-pression des   cylin-   dres ou résistance à l'échappement est réduite de manière que 

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 l'é coulemen des gaz d'échappement   s'accolera   quand s'ouvre la soupape d'échappement; l'arrangement consiste en l'occu- renoe à connecter deux pots d'échappement à des groupes de cylindres de manière que l'action réductrice de pression du dispositif électeur en relation avec ces pots soit alterna- tive et réciproque.

   Toutefois, les dite dispositifs présen- tent cet inconvénient que la contre-pression en fin de course d'échappement monte jusqu'à une valeur considérable de sorte que lorsque la soupape d'échappement se   ferme ,  une quantité relativement grande de gaz d'échappement est retenue dans les cylindres et entraîne une diminution de la quantité d'air frais aspiré dans les cylindres pendant la course d'aspiration suivante, de sorte que la puissance du moteur s'en trouve diminuée. 



   Un inconvénient analogue se renoontre dans les moteurs à combustion interne de conception connue à plus de quatre cylindres et à tambours d'échappement ' communs à plusieurs cylindres, ainsi qu'il apparaîtra au cours de la description qui va suivre. 



   Dans les moteurs où plus de quatre cylindres échappent dans un seul tambour d'échappement, il est difficile d'empê- cher, à la fin de la période de détente ou course d'échappe- ment, qu'une quantité relativement grande de gaz détendus reste dans le cylindre. Ceci résulte du fait que quand l'un des cylindres se trouve précisément à la fin de sa période d'échappement, un autre cylindre vient précisément de oommen- cer celle-ci.

   Comme au commencement de la période d'échappe- ment, il se produit une augmentation   considérable   de la pres- sion dans le tambour d'échappement du moteur, cette augmenta- tion entratne une élévation de la contre-pression, opposée à l'échappement du cylindre dans lequel l'échappement est pré- oisément près   déterminer,   de sorte que du gaz se trouvant sous une tension relativement élevée, reste dans le cylindre 

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      quand se ferme la   poupape   d'echappemetn de ce   damier.   



   La présente invention se réfère à des/motsurs possédant plus de quatre cylindres et a pour objectif de supprimer la dite élévation de la oontre-pression dans le tambour d'échappe- ment du moteur. Toutefois, elle n'a pas seulement l'avantage de supprimer l'inconvénient dont il vient d'être question; elle utilise aussi directement l'augmentation de xxpression se produisant dans le tuyau d'échappement à   chaque début   de la période de détente d'un cylindre, pour créer un vide agis- sant   à   la fin de la période d'échappement du cylindre ou des cylindres dont la période d'échappement est à ce moment près de s'achever.

   Ceci procure cet avantage que la pression des gaz restant dans le cylindre à la fin de la période d'échappe- ment se réduit, de sorte que le cylindre peut se remplir d'une plus grande quantité d'air frais par l'entremise des lumières à air frais ; il en résulte une augmentation de la capacité du moteur, du fait que celui-ci peut brûler une quantité d'huile plus grande que ce ne serait le cas autrement. 



   L'invention qui, comme dit ci-dessus, suppose l'emploi de plusieurs tambours communs à plusieurs cylindres et le dé- bit des gaz d'échappement dans un dispositif commun à plu- sieurs tambours, peut être caractérisée principalement par le fait que l'ordre des allumages et la position des cylindres les uns par rapport aux autres, sont choisis de manière que les ondes de pression produites par les gaz d'échappement d'un cylindre appartenant à. un tambour donné produisent une aspiration par suite d'action éjectrice ou analogue dans le dispositif commun pendant la dernière partie de la période d'échappement d'un autre cylindre appartenant   4 un   autre tam- bour, la période d'échappement de ce cylindre débordant celle du cylindre mentionné le premier. 



   Normalement, le moteur est construit de manière que l'as   -piration   réalisée soit réciproque entre les cylindres. Ce 

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 résultat peut être obtenu en groupant les cylindres par rapport aux divers tambours d'échappement du moteur, de manière qu' une poussée de détente de l'un des cylindres/produise une as- des piration dans un autre cylindre ou dans plusieurs autres y- lindres du moteur, de manière que l'aspiration effectuée par      les ondes de pression de l'éohappement devienne mutuelle en- tre tous les cylindres.

   Le moteur est pourvu de tambours d'éa   ohappement   séparés ou de tambours d'échappement assemblés en divisions séparées et les cylindres sont groupés par rapport aux divisions séparées du tambour d'échappement de manière que les périodes d'échappement de cylindres se détendant dans dif- férents tambours d'échappement ou divisions différentes de tambours d'échappement se débordent, afin que l'onde de pres- sion qui traverse un tambour ou une division de tambours pro- ,roque une aspiration dans les autres tambours ou divisions de tambours à l'intervention d'un àjecteur ou dispositif de Venturi; de la sorte cette action est mutuelle entre les tam- bours ou les diverses divisions des tambours.

   Les périodes d'échappement des cylindres qui échappent dans le même tambour   d'échappement,   touttefois, ne doivent pas se déborder du tout, 
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 %out moins ventilé ou tout au moins ne dodventtM M'xiitlex.o < xjtam t.ot.t.x.WtacbBtt tout moins ven¯IX'..¯KK#'..\JK..' / , /./ qua très légërement. l'oe- ..z#¯)..x..xa.l.¯#!è déborder que très légërement. En l'oc- ourence, la pression qui règne dans les cylindres à la fin d'une période d'échappement est faible, si faible, en effet, quelle peut être inférieure à la pression atmosphérique. 



   Si le moteur est à quatre temps, une plus grande quanti- té d'air frais peut être introduite par aspiration pendant la course d'aspiration qui suit. Si c'est un moteur à deux temps, le même avantage peut être obtenu pendant la période de ba- layage, de manière que le cylindre du moteur puisse donner un rendement plus considérable. 



   De   l'électeur,   du dispositif de Venturi ou du dispositif du même genre qui produit   l'action   mutuelle entre les cylindres. 

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 le gaz d'échappement peut être   évacua   sous forme de courant relativement régulier par le tuyau d'échappement, qui peut conduire soit directement à   l'extérieur,   soit, de façon oonnue en soi, à un silencieux, une turbine à gaz d'échappement ou une chaudière chauffée par les gaz d'échappement.

   Une turbine à gaz d'échappement montée dans le tuyau d'échappement peut actionner, de façon connue en soi, un compresseur d'air qui comprime la charge du moteur, de façon que le rendement de l'ensemble du dispositif soit encore accru plus fortement.Le moteur peut être construit avec des tambours d'échappement desquels les gaz d'échappement peuvent   étre   conduite à plu- sieurs dispositifs de Venturi ou   éjeoteurs   séparés ou   disposi-   tifs de même genre et les tuyaux d'échappement de ces   disposi-   tifs peuvent être branchés de la   manière   ci-dessus exposée. 



   Le groupage des cylindres échappant dans le même tambour ou dans la même division du tuyau d'échappement est déterminé par la position mutuelle des manivelles et par l'ordre des al- lumages provoqué, jusqu'à un certain point, par les éléments ci-dessus t qui, de préférence, est déterminé par l'obtention d'un bon équilibrage du moteur et du minimum de vibra- tions torsionnelles de l'arbre à manivelles. 



   Le dessin ci-joint montre ce qui est nécessaire pour faire comprendre l'invention. 



   Les figures 1 et 2 sont des diagrammes d'indicateur re- présentant la marche de la pression dans   l'un   des cylindres d'un moteur sans aspiration mutuelle entre les cylindres et avec aspiration mutuelle entre ceux-ci respectivement. 



   La figure 3 et la figure 4 montre l'arbre   à   manivelles d'un moteur à six cylindres en vue de côté et en vue en élé- vation sur bout respectivement. 



   La figure 5 est un plan schématique du   morne   moteur. 



   La figure 6 montre une construction modifiée de la   dispo-   sition des tambours d'échappement d'un moteur à six cylindres 

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 tandis que les figures 7, 8 et 9 montrent un moteur à huit cylindres en   vues   correspondant respectivement à celles des figures 3,4 et 5. 



   Le diagramme d'indicateur à ressort reproduit dans la figure 1 se réfère à un cylindre de moteur à quatre tempsà six cylindres qui échappent de façon connue en soi dans un tambour d'échappement commun à tous les cylindres. Dans la figure qui est établie à une échelle de grande pression, on n'a représenté qu'une partie seulement du diagramme d'indi- oateur tout entier; on n'a enregistré que des pressions infé- rieures à une pression manométrique d'une atmosphère, tandis que toutes les pressions supérieures à une atmosphère ne sont pas enregistrées. L'existence de pressions élevées de l'es- pèce dans le cylindre est cependant indiquée par la ligne horizontale 1, 2, 3.

   La soupape d'échappement   s'ouvre   au point 2,   c'est-à-dire   un peu avant la position du point mort, et, en conséquence, la pression régnant dans le cylindre, qui en ce moment, pour une charge normale atteint environ 3 atmos- phères, tombe très rapidement, tandis que la piston passe de la position 2 à la position 3 et de la position 3 à la posi- tion 4.

   Le diagramme fait   apparaître   la courbe 3-4 sous forme de ligne presque verticale indiquant la commencement de la course d'échapement, La courbe 4-5-6 représente la marche de la pression dans le cylindre pendant la partie suivante de la course d'échappement; on voit que la pression est à peu près uniforme pendant les deux premiers tiers de la cour- se correspondant à la courbe 4-5, tandis qu'après que le point 5 est atteint, la pression monte considérablement pendant le dernier tiers correspondant à la courbe 5-6 ; toutefois, la pression tombe pendant la toute dernière partie de la période d'échappement par suite du fait que la contre-pression régnant dans le tuyau, d'échappement tombe de nouveau et du fait que 

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 la vitesse du piston diminua.

   L'augmentation de la contre- pression qui apparaît dans la partie 5-6 du diagramme est pro- voquée par l'échappement d'un autre cylindre. La courbe 6-7 du diagramme correspond à la course d'aspiration, laquelle varie progressivement, de façon normale. La courbe   7-8   corres- pond au début de la course de compression. L'augmentation de la pression représentée par la partie de courbe 5-6 de la fi- gure 1 est exactement celle qui xxx caractérise l'inconvénient commun   à   tous les moteurs à plusieurs cylindres et tambours d'échappement, où le débordement se produit entre des périodes d'échappement de certains des cylindres . L'augmentation de pression 5-6 est due exactement au fait que, quand le cylindre dont question se trouve en fin de course d'échappement, un autre cylindra se trouve précisément au début de celle-ci. 



  Ceci provoque la grande augmentation de pression dans la tam- bour d'échappement enregistrée par le diagramme dans la par- tie de courbe convexe 5-6. 



   La figure 2 montre un diagramme relatif à un moteur à combustion interne à quatre temps et six cylindres construit conformément à l'invention avec aspiration mutuelle entre les cylindres. On a employé dans le diagramme les mêmes référen- ces numériques que dans la   f igure   1. L'allure de la pression conformément à la courbe 3,   4:,   5 correspond à celle représen- tée dans la figure 1. La différence apparaît dans la courbe 5-6 qui tombe rapidement parce que la même onde de pression qui a causé dans le diagramme 1 une augmentation de pression à la fin de la période d'échappement crée maintenant un vide par suite de l'aspiration mutuelle entre les cylindres, de façon que la pression en fin de la période d'échappement de la figure 2 se trouve en-dessous de la pression   d'aspiration.   



  Il en résulte que la courbe d'aspiration au commencement de la course d'aspiration qui suit, se trouve au-dessus de celle 

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 de l'échappement, ce qui fonça une boucle entre les courbes, au point 6. 



   Dans le moteur à six cylindres représenté par les figures 3-5, les cylindres et les manivelles correspondantes sont dé- signés par les références 1 à 6. La position respective des manivelles est celle indiquée par la figure 4 et l'ordre des allumages est le suivant t 1, 3, 5, 6, 4, 2, ce qui donne un bon équilibre et le   minimum   de vibrations   toraionnelles.   Ainsi que le montre la figure 5, le moteur est pourvu de deux tam- bours d'échappement a, b. Les cylindres 2, 3, 6 communiquent avec le tambour d'échappement a, les cylindres 1, 4, 5 avec le tambour d'échappement b.

   L'ordre des allumages, la posi- tion respective des manivelles et le groupage des   cylindras   par rapport aux deux tambours d'échappement a, b, comme re- présenté, collaborent pour éviter que le débordement des échap- pements se rendant dans le même tambour, tandis que les pério- des d'échappement se débordent mutuellement entre les deux tambours. Chacun des tambours d'échappement a, b est pourvu d'un tuyau d'échappement   spécial   c, d, respectivement, se terminant dans un compartiment commun, les tuyaux communiquant avec un ventilateur. Les deux tuyaux d'échappement c, d, se terminent dans le goulot f du ventilateur par un tuyau conique pourvu d'une oloison intérieure z qui maintient séparés les deux courants d'échappement jusqu'à peu de distance devant la partie la plus étroite du goulot f.

   Le tuyau à goulot f, qui est construit conformément au principe de Venturi, s'évase en direction du   tuyau ±.de   manière à avoir au moins le même dia- mètre que la tuyau d'échappement g, Le tuyau à goulot f est en relation avec le tuyau d'échappement g. par un assemblage brides. Le tuyau d'échappement g peut conduire directement à l'extérieur ou encore dans un silencieux, une turbine à gaz d'échappement ou une chaudière chauffée par les gaz d'échap= pement. 

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   Le dispositif   fonctionna comme   suit 
Les gaz qui s'échappent des cylindres 4,   5,   1 sous une pressioin élevée et à grande vitesse, passent en soufflant par intermittence à travers le tambour d'échappement b, le tuyau d'échappement d et le goulot de l'entonnoir de Venturi; oha- que souffle orée un vide partiel dans l'autre tuyau   d'échap-   pement c, conduisant au tambour d'échappement a des cylindres 2, 3, 6, tuyau dans lequel il règne précisément au moment considéré une période d'échappement approchant de sa fin.

   Le vide partiel ainsi créé dans le dispositif de Venturi orée à son tour par l'intermédiaire du tuyau o et du tambour a un vide partiel dans les cylindres 2, 3, 6 pendant la dernière partie de la course d'échappement de ces derniers, de sorte que l'on réalise un meilleur remplissage des   cylindres.d'air   frais, pendant les courses d'aspiration qui   suivent.   De façon tout   à   fait analogue, les impulsions d'échappement du tuyau d'échappement c, créent une série de vides partiels dans le tuyau d'échappement d, ce qui orée ensuite un vide partiel dans les cylindres 1,   4,   5 pendant la dernière partie de la course d'échappement de ceux-ci, de sorte que, grâce à cette action mutuelle,

   le remplissage d'air frais de tous les cy-   lindres   est mieux assuré lors des courses d'aspiration qui suivant. 



   La figure 6 montre une modification de la disposition des tambours d'échappement d'un moteur à, six   cylindres,   dont la disposition des manivelles correspond à celle représentée par les figures 3-4, Dans cette modification, les tambours d'échappement se   composa d'un   tambour cylindrique extérieur r et d'un tambour intérieur s concontrique à celui-ci. Les cylindres 1, 4, 5 se détendent dans le tambour intérieur s tandis que les cylindres 2, 3, 6 se détendent dans le tambour extérieur r.

   Aux extrémités des tambours r, s est fixé un 

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 ajecteur qui se   COMPOse   d'un tuyau extérieur à forme   d'enton-   noir t, dans lequel se rendent les gaz d'échappement venant du tambour intérieur r, et d'un tuyau forme d'entonnoir u intérieur dans lequel se rendent les gaz d'échappement du tambour intérieur s, Le tuyau extérieur t à forme d'entonnoir se continue insensiblement par le   goulot v   de l'éjecteur, Après le goulot v, le diamètre du tuyau t augmente doucement   jusque   ce qu'il soit égalà celui du tuyau d'échappement y. 



  Dans le goulot v. l'échappement se produit alternativement du tambour extérieur t par le tuyau à forme d'entonnoir t et du tuyau à fotme d'entonnoir u conduisant les gaz d'échappe- ment du tambour intérieur s. Les gaz d'échappement se rendant du tambour r par le tuyau à forme d'entonnoir toréent une aspiration dans le tuyau u à forme d'entonnoir et partant dans le tambour s. En revanche l'échappement du tambour s à travers le tuyau intérieur à forme   d'entonnoir u   orée une aspiration dans le tuyau extérieur à forme d'entonnoir t et partant dans le tambour r. 



   Dans les figures 7, 8, 9 qui représentent un moteur à huit cylindres, les cylindres et les manivelles correspon- dantes sont désignées par les références 1 à 8. Quand la po- sition respective des manivelles est celle représentée par la figure 8 et quand l'ordre des allumages   est..   1, 6, 2, 5, 8, 3;   7,   4, on obtient un bon équilibrage et le minimum de vibrations   torsionnelles.   Les cylindres qui sont   suscep-   tibles d'échapper dans le même tambour sans qu'il y ait dé- bordement des échappements, sont les cylindres 6, 5,   3,   4 et 1, 2, 7, 8.

   Les tambours d'échappement leur destinés peuvent être disposée comme indiqué par la figure 9, où l'on a repré- santé trois tambours d'échappement k,h, 1, les cylindres   3,   4, 5. 6 oommuniquent avec le tambour d'échappement central h, tandis que les cylindres 1, 2 communiquent avec le tambour 

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 ket les cylindres 7, 8 avec le tambour i, Comme les courses d'échappement des cylindres 1, 2,   7,   8 ne se dépassent pas, et   les tambours d'échappement 1 ¯pourraient font aussi bien former partie integrante, Des tambours d'échappement k, h, i,   des tuyaux d'échappement séparés conduisent à un   exhausteur   de Venturi g,.

   Les tuyaux d'échappement sont pourvus d'embou- chures d'échappement   coniques     d'ou   les gaz d'échappement sont soufflés dans   l'entonnoir o,   de l'exhausteurde Venturi. De ce dernier les gaz sont   entraînés   par le tuyau d'échappement commun p.

   Les divers échappements par les tuyaux m, n,d 
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 créent des vides partiels dans l'exhans%eur/àe Venturi, vides qui sont transmis par les tuyaux d'échappement aux divers tambour k, h, i et de là aux cylindres, exactement de la même manière que celle qui a été exposée ci-dessus au sujet d'un moteur six cylindres, dde sorte que l'on réalise une aspiration mutuelle entre les cylindres      
L'invention n'est pas limitée aux constructions décrites, 
 EMI11.2 
 car des dispositifs oorrespon auvent ëtre employés dans des moteurs à plus de 6 et de 8   cylindres.   



   REVENDICATIONS. 
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**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.

Claims (1)

1./ Perfectionnement aux moteurs à combustion interne du type à plus de quatre cylindres et à tambours d'échappement com- muns à des groupes de cylindres et débitant les gaz de com- bustion dans un dispositif commun à plusieurs tambours, oarao- térisé par le fait que l'ordre des allumages et la position des cylindres les uns par rapport aux autres sont choisis de manière que les ondes de pression provoquées par les gaz d'échappement d'un cylindre appartenant à un tambour donné, produisent par action éjectrice ou action analogue dans le dispositif commun, une aspiration alors que s'achève la pé- riode d'échappement dans un autre cylindre appartenant à un autre tambour, cylindre dont la période d'échappement déborde celle du cylindre mentionné en premier lieu. <Desc/Clms Page number 12>

2./ Perfectionnement conforme à la revendication 1, carac- térisé par le fait que les cylindres sont groupés par rapport aux divers tambours d'échappement de manière que l'aspiration créée par les ondes de pression des échappements est mutuelle entre.tous les cylindres du moteur.

3./ Perfectionnement conforme la revendication, 1 ou 2, caractérisé par le fait que les cylindres sont groupés par rapport aux divers tambours d'échappement de manière que les pé-riodes d'échappement de cylindres échappant dans les mêmes tambours d'échappement ne se débordent pas, ou ne se débordent que dans une faible mesure, les tambours d'échappement débitant ainsi les gaz par des éjecteurs. des tubes de Venturi ou dis- positifs de même genre, de sorte que l'on réalise une aspira- tion mutuelle.

4./ Perfectionnement conforme à la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé par le fait que l'un des tambours d'échappe- ment renferme un ou plusieurs des autres tambours d'échappe- ment sur la totalité de leur longueur.

5./ Perfectionnement conforme à la revendication 1, 2, 3 ou 4, caractérisé par deux tambours d'échappement, disposés concentriquement l'un dans l'autre, dont les extrémités portant deux tuyaux à forme d'entonnoir également disposés concentri- quement et constituant ensemble un éjecteur.

6./ Perfectionnement oonforme à l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'un seul tuyau d'échap- pement part du dispositif de Venturi ou d'éjecteur, tuyau qui conduit, soit directement à l'air libre, soit de façon connue en soi, dans un silencieux, une turbine à gaz d'échappement ou une chaudière chauffée par l'échappement.

7./ Perfectionnement conforme à l'une des revendications précédentes, caractérisé par des tambours d'échappement des- <Desc/Clms Page number 13> quels les gaz d'échappement sont délivrés dans plusieurs dispositifs de Venturi ou ment sontd ou dispositifs analogues dont les tuyaux d'échappement conduisent à des silencieux sé- parés, de conception connue. des turbines à gaz d'échappement ou à des chaudières chauffées par des gaz d'échappement.