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"SYSTEMES D'INTRODUCTION OU D'ADMISSION DE GAZ POUR MOTEURS A COMBUSTION INTERNE"
La présente invention est relative à des systèmes d'in- troduction ou d'admission de gaz'pour moteurs à combustion interne, et a pour objet d/augmenter le rendement volumétrique de tels moteurs.
On a supposé pendant quelque temps que pour améliorer le 'il
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rendement volumétrique il est nécessaire de réduire la ré- sistance opposée au passage des gaz carburants et on a utilisé à cet effet des conduits graduellement incurvés et à parois lisses .
Il a été trouvé actuellement que le rendement volumé- trique peut être amélioré davantage par la différentiation appropriée des sections de passage des dits conduits sur une partie ou la totalité de la longueur de ces derniers.
La différentiation des sections ae passage dépend d'un cer- tain nombre de facteurs, tels que les dimensions du passage de sortie des gaz . ' ' - la quantité de gaz devant être fournie au cylindre, la chute de pression entre les ex- trémités du conduit, l'état hygrométrique du gaz à des pres- sions différentes et le rapport de détente choisi. A l'aide de tels facteurs, on peut établir de la manière,connue, une équation permettant de trouver la forme, théoriquement la meilleure, du passage d'admission, en supposant que la vitesse des gaz est uniforme pour toutes les sections du dit passage.
Toutefois, il a été constaté que la vitesse d'écoulement n'est pas uniforme pour toutes les sections de passage du passage a'admission, mais que les différentes vitesses suivent une loi exponentielle,, ce qui oblige à prendre éga- lement ce facteur en considération.
On comprendra aisément que, quoiqu'il soit possible théo- riquement d'établir une équation pour trouver la forme opti- mum à donner au passage d'admission, forme qui opposerait une résistance minimum du passage des gaz, il existe d'autre part des facteurs intermédiaires tels que les fluctuations du courant gazeux, les variations de la température le long du passage, etc.., dont l'influence sur la forme à donner au passage d'admission peut être le mieux déterminée par voie @ expérimentale.
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On trouvera ci-après un exemple montrant la différen- tiation des sections transversales le long d'un passage d'admission pour un moteur déterminé.
Suivant la présente invention, on prévoit dans un moteur à combustion,interne un conduit qui s'étend depuis la "cavité- de la soupape d'admission" vers le carburateur et présente sur une partie ou la totalité de sa longueur une forme telle que la section de passage de ce conduit varie d'une manière déterminée ou calculée en vue d'obtenir pratiquement la meil- leure vitesse de passage de gaz pour une série, choisie d'avance, de différences de pression aux deux extrémités du passage d'admission, dans le but spécifié ci-dessus. Par la cavité de la soupape d'admission, on entend la partie de la chambre ae combustion adjacente à la soupape d'admission.
Il est d'usage que les soupapes des moteurs µ combus- tion interne s'étendent à travers les susdits conduits,et l'une des caractéristiques de la présente invention consis- te en ce que le rapport entre la forme de ces conduits et la forme de la tête et de la tige de la soupape est tel que lors- que la soupape est ouverte, la section transversale du passage annulaire formé entre les parois du conduit et la soupape, varie comme exposé ci-dessus.
Une autre caractéristique de l'invention consiste en ce que le susdit conduit, ainsi que la tête et la tige de la sou- pape sont conformés de telle manière que le passage formé par ces éléments dirige tout le courant gazeux vers ou dans le cylindre, ce qui a pour effet de réduire la possibilité d'un àcoup pouvant se produire lorsque le courant gazeux heurte les parois environnantes, et d'augmenter le rendement volu- métrique au moteur.
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Suivant la présente invention, il a été constaté qu'un écoulement de gaz, meilleur que dans les systèmes d'admission utilisés jusqu'à présent, peut être obtenu, dans des limites étendues, si l'on prévoit pour les gaz un passage du genre "diffuseur" ayant la forme spécifiée ci-dessus, l'étrangle- ment de ce diffuseur étant placé près de l'extrémité d'ad- mission au dit passage. Toutefois, l'emplacement exact de cet étranglement peut varier avec les différents moteurs.
Par un passage du genre "diffuseur" on entend un passage com- portant un étranglement, et lequel, en considérant le sens au courant, se contracte vers l'étranglement d'une manière plus accentuée qu'il ne s'épanouit à partir de cet étrangle- ment.
En cas d'application de.la présente invention à un moteur à combustion interne multicylindrique, on prévoit un conduit formé comme aécrit ci-dessu s qui s'étend depuis chaque cy- lindre jusqu'à un canal distributeur. Les dits conduits et le dit canal peuvent être solidaires du groupe de cylindres ou de la culasse, ou bien les dits conduits peuvent être soli- daires d'un canal de distribution séparé. üne autre caractéristique de l'invention consiste en ce que le canal de distribution comporte un conduit de section circulaire ou de toute autre section appropriée, lequel est disposé aux extrémités des cylindres, de telle manière que les conduits d'admission réunis au dit conduit de section circulaire s'étendent en courtes trajectoires jusqu'à leurs soupapes d'admission respectives.
De préférence, les conduits d'admission occupent une position normale par rapport au canal de distribution et les soupapes d'admission sont disposées dans les dits conduits, de telle manière que les tiges des soupapes sont coaxiales avec
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ces conduits.
Une caractéristique importante de l'invention consiste dans le fait que les dimensions du canal de distribution sont choisies de manière à produire 'une chute de pression considé rable entre les extrémités des conduits d'admission. En outre, un dispositif régulateur de température peut être prévu dans le but de maintenir le mélange dans le canal de distribution à une température supérieure à celle de condensation du combustible vaporisé.
Lorsqu'un dispositif régulateur de température est em- ployé dans la prise d'air, on peut produire des mélanges épais pétrole;air qui restent stables pour des vitesses peu élevées.
Il en résulte que le tuyau principal de mélange peut recevoir un diamètre plus grand que d'habitude permettant ainsi de constituer une plus grande réserve de mélange sous une pres- sion légèrement inférieure à la pression atmosphérique et ceci a pour effet d'accentuer la différence de pression des deux côtés de la soupape, pendant l'ouverture de cette der- nière.
Même dans les cas où seulement une chaleur peu élevée est appliquée à la prise a'air et où l'on fait usage d'un tuyau a'admission de petit diamètre pour distribuer un mélange froid et humide à des vitesses élevées, le passage en forme de "diffuseur" permet toujours ,ae fournir une charge plus importante pour une différence de pression donnée.
Une caractéristique importante de l'invention consiste en ce que le passage d'admission en forme de diffuseur garde ses propriétés dans des limites étendues, aussi bien pendant l'ouverture que pendant la fermeture de la soupape , de sorte que ces déplacements de la soupape n'ont pour effet ni d'agiter le mélange ni de le soumettre à un mouvement de tourbillon et
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que les courants d'admission, généralement irréguliers, de- viennent beaucoup plus uniformes, le tout ayant pour effet d'améliorer l'action de remplissage.
Dans certains cas, il n'est pas possible d'établir les susdits conduits d'admission, de manière à leur donner la forme de passages rectilignes de longueur réduite , mais il est nécessaire de courber ces passages pour les conformer à d'autres aétails a'une forme particulière. Il a été constaté que aans le cas ae passages d'admission courbes, et vu la vitesse élevée aes gaz, la force centrifuge a pour effet d'augmenter la densité des gaz vers l'extérieur de la courbe, d'où manque d'homogénéité dans le courant gazeux s'écoulant autour des soupapes d'admission. Pour parer à cet inconvénient on prévoit, suivant l'invention, une plaque de division qui est disposée dans le conduit courbe d'admission, de manière à s'étendre à angle aroit par rapport au plan dans lequel' est logé la courbe du conduit.
Il a été constaté dans la pratique que la présente in- vention permet d'obtenir un accroissement considérable du ren- dement volumétrique, avec, comme résultat, une amélioration du rendement mécanique.
Une méthode de réalisation de la présente invention se trouve décrite ci-après, en référence aux dessins annexés, dans lesquels : Fig. 1, est, une vue partielle en coupe d'un cylindre et d'une culasse d'un moteur à combustion interne , cette coupe étant pratiquée dans le plan axial du cylindre.
Fig. 2 est une vue, à 'échelle agrandie, d'un conduit d'admission suivant la présente invention, cette vue montrant le passage disposé entre la tête de la soupape et les parois du conduit d'admission.
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Fig. 3 est une vue analogue à la Fig. 1, dans laquelle les deux soupapes sont disposées en tête, au lieu de la sou- pape d'admission seulement.
Dans la Fig. 1, la position d'ouverture de la soupape d'admission est représentée en traits pleins, et la position fermée,- en traits pointillés, tandis que dans la Fig. 3, ces positions sont renversées. On remarquera que la conforma- tion de la tête de soupape, combinée avec celle des parois du conduit d'admission 2 et celle de la paroi de la chambre de combustion 3, située à proximité de la tête de soupape, a pour effet que la section transversale du passage constitué par ces éléments aiminue d'abord (en partant du côté d'entrée des gaz) et augmente ensuite graduellement. La trajectoire moyenne optimum des gaz est indiquée en traits mixtes 4.
La conformation des éléments mentionnés ci-dessus est telle que les filets du courant gazeux pénétrant dans le cylindre, sont substantiellement parallèles aux parois de celui-ci. Comme déjà indiqué plus haut, cette disposition évite au courant gazeux des à-coups provoqués par les chocs contre les parois du cylindre.'
La Fig. 2 montre les proportions convenables d'un con- duit d'admission, d'une cavité de soupape d'admission et a' une soupape a'admission, pour un moteur à combustion interne ayant des cylindres de 652 cms. cubes et établi pour un ré- girne de 6000 tours à la minute.
Les sections transversales du passage formé autour de la soupape, prises sur les lignes montrées dans la Fig. 2 sont indiquées dans le tableau ci-dessous :
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EMI8.1
<tb> Ligne <SEP> Distance <SEP> depuis <SEP> le <SEP> Section <SEP> de
<tb>
<tb> côté <SEP> d'entrée <SEP> passage.
<tb>
<tb> du <SEP> conduit
<tb>
EMI8.2
----- ------------------"" -----------------
EMI8.3
<tb> A <SEP> 0 <SEP> pouces <SEP> 2,47 <SEP> pouces <SEP> carrés
<tb>
<tb> B <SEP> 0,36 <SEP> " <SEP> 2,07 <SEP> " <SEP> "
<tb>
<tb> C <SEP> 0,62" <SEP> 1,98' <SEP> "
<tb>
<tb> D <SEP> 0,89 <SEP> " <SEP> 1,97 <SEP> " <SEP> "
<tb>
<tb> 1,1 <SEP> 2,4
<tb>
<tb> F <SEP> 1,27 <SEP> 2,7 <SEP> ""
<tb>
<tb> G <SEP> 1,45 <SEP> " <SEP> 3,1 <SEP> " <SEP> "
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On verra que dans ce passage.indiqué à titre d'exemple,
l'étranglement ou la plus petite section de passage se trouve à peu près à mi-chemin entre l'extrémité d'entrée et l'extré- mité de sortie du passage d'admission. Le cercle 5 indique la paroi intérieure de la tubulure d'admission, lequel est solidaire de la culasse 6 et, dans le cas d'un. moteur mult- cylindrique, s'étend le long de 1,'extrémité supérieure du groupe ou bloc de cyl-indres. Ce collecteur d'admission peut être réuni, au milieu ou aux deux extrémités, à un seul car- burateur, ou peut être alimenté par plusieurs carburateurs réunis aux deux extrémités du dit collecteur et aux divers points répartis sur sa longueur.