<Desc/Clms Page number 1>
Mode de fonctionnement de moteurs à combustion interne.
La présente invention concerne les moteurs à combustion interne et elle a pour but principal d'apporter des perfec- tionnements à leur rendement thermique et d'accroître leur sou- plesse.
Il est déjà connu que dans la pratique usuelle une grande quantité (de l'ordre de 500) de la charge explosive fournie aux cylindres de moteurs à combustion interne reste en fait non transformée en énergie.
La présente invention envisage en conséquence de fournir aux cylindres d'un moteur à combustion interne une quantité de vapeur d'eau sensiblement équivalente en volume (dans les con- ditions de température et de pression régnant dans le cylindre), au volume des gaz non transformés normalement utilisés ou fournie De cette manière, on n'utilise que la quantité partielle du mé- lange inflammable qui est normalement brûlée et on évite le gas- pillage du reste par le fait que son admission au cylindre est exclue.
Suivant la présente invention, la quantité de vapeur d'eau
<Desc/Clms Page number 2>
introduite est sensiblement de l'ordre de la fraction du mélange explosif qui reste normalement non brûlée.
Dans la réalisation de, 1' invention sous sa forme préférée, on utilise du gaz de gazogène humide, c-à-d. du gaz contenant une grande quantité de vapeur d'eau chaude, de l'air étant intro- duit dans le tuyau d'amenée entre l'installation de gazogène et le moteur. Les effets combinés de l'air froid et probablement de l'aspiration du moteur semblent provoquer une certaine con- traction de volume de la charge en comparaison du traitement à sec, et dans tous les cas avec un moteur donné, il est avanta- geux d'augmenter le rapport de compression lorsqu'on travaille suivant la présente invention.
Le moteur peut par exemple être alimenté au moyen de gaz de gazogène produit au moyen de charbon dans une installation telle que celle décrite dans la demande de brevet de même date du même inventeur, sans refroidissement ni déshydratation préalables.
Avec pareille installation, on a trouvé que bien que la zone in- candescente dans le gazogène ait une température de 1200-1500 C, le gaz débité par l'installation est très froid en son point de sortie, le gaz ayant une température ne dépassant pas ou ne dé- passant que légèrement 100 C et une teneur en eau de 9% lors de l'absorption par CaCl2. Lorsqu'il est transporté par un tuyau de 12 pieds de long cependant, le même gaz a révélé une teneur en eau de 27%, et le tuyau était sensiblement plus chaud à l'ex- trémité écartée du gazogène. La présente invention comprend donc l'emploi de la vapeur d'eau en excès sous la forme d'un com- posé intermédiaire ou secondaire, tel que celui- qui semble avoir été créé dans les circonstances ci-dessus et se décomposant dans le tuyau avec mise en liberté de chaleur.
Avec la. présente invention, il est par conséquent préféra- ble d'accoupler l'installation de gazogène humide au moteur par une tuyauterie aussi courte que possible.
Il résulte en outre de la présente invention que l'avance à l'allumage usuelle peut être sensiblement augmentée par exem-
<Desc/Clms Page number 3>
ple portée à 70 ou 80 en avant du point mort supérieur, la posi- tion exacte la meilleure étant facilement déterminée en faisant varier à la main un contact rotatif. L'amplitude de l'avance varie avec la proportion de vapeur d'eau au combustible et peut dépasser considérablement ce chiffre.
La présente invention comprend en outre l'injection ou l'aspiration de vapeur d'eau chaude dans un moteur alimenté par de l'air carburé au moyen de pétrole ou de paraffine, et les ré- sultats de l'application de l'invention comportent une augmen- tation sensible du rendement thermique (ou une économie de com- bustible si on emploie du pétrole ou de la paraffine) et égale- ment une augmentation sensible de la souplesses
Pour fournir de la vapeur d'eau chaude avec une charge d'air caxburée,, la façon de procéder suivante convient bien:
la chemise d'eau du moteur est accouplée à une chambre ou à un réservoir dans le dessus duquel existe un espace librea Le tuyau d'arrivée d'air passe à travers le réservoir de façon être entouré d'une chemise d'eau par celui-ci en vue du réchauf- fage de l'aira L'espace libre du dessus du réservoir est relié au tuyau d'arrivée d'air de façon que l'aspiration d'air compor- te une aspiration de vapeur d'eau.
La quantité de vapeur passant dans le cylindre peut être déterminée suivant des tables connues, d'après un thermomètre introduit dans l'espace libre au-dessus du réservoir bien qu'il soit possible que cette quantité ne soit pas en toutes condi- tions identique au volume en pour cent indiqué par la table comme correspondant à une température donnée.
Les exemples suivants sont empruntés à la marche réelle de deux moteurs, l'un A étant un moteur d'automobile à quatre cy- lindres à quatre temps, d'une force de 12 CV, établi pour 1100 tours par minute, et 1 étant un moteur fixe à un seul cylindre à quatre temps, de 8 CV à 350 tours par minute. Dans les deux cas, le rapport de compression a été augmenté par la réduction de la capacité du cylindre; dans le cas du moteur ¯4 le rapport
<Desc/Clms Page number 4>
a été augmenté de 4:1 à 6,5:1,
Exemple 1 - A a été mis en marche avec du pétrole et de l'air avec accès de l'aspiration dans le réservoir décrit, l'eau du réservoir étant froide.
A mesure que l'eau du réservoir de- venait plus chaude, on a avancé l'allumage, l'amplitude de l'a- vance étant augmentée progressivement avec la quantité de vapeur d'eau fournie*. Le tableau suivant montre une série de réglages de l'allumage correspondant aux lectures du thermomètre dans l'espace libre au-dessus de l'eau du réservoir.
EMI4.1
<tb>
1. <SEP> 2.
<tb>
<tb>
<tb>
Température <SEP> du <SEP> thermomètre <SEP> Avance <SEP> à <SEP> l'allumage <SEP> en
<tb>
<tb>
<tb> (centigrade) <SEP> degrés
<tb>
EMI4.2
wosse.w.swwwww"sr.wwwwwwww.l,wwlwv ---------------------------
EMI4.3
<tb> 45 <SEP> 50
<tb>
<tb> 50 <SEP> 52
<tb>
<tb> 60 <SEP> 56
<tb>
<tb> 65 <SEP> 57
<tb>
<tb> 70 <SEP> 60
<tb>
<tb> 75 <SEP> 62
<tb>
<tb> 80 <SEP> 65
<tb>
<tb> 85 <SEP> 72
<tb>
<tb> 88 <SEP> 75
<tb>
<tb> 90 <SEP> 77
<tb>
Le moteur marchait pendant ces essais à 1000-1100 tours par minute et le wattmètre accouplé à la dynamo actionnée par le moteur est resté immobile* La quantité de pétrole consommée était toutefois de 15% à 25% moindre que celle que le moteur con- sommait normalement, un gicleur plus petit ayant été placé dans le carburateur.
Il est reconnu que les résultats décrits peuvent être vi- ciés par différents facteurs ou par des conditions de marche dont il n'a pas été question. Si par exemple le thermomètre était enlevé du réservoir l'entrée d'air froid dans l'espace libre provoquait une chute immédiate de la vitesse du moteur, La température des parois , du cylindre a une influence importante
<Desc/Clms Page number 5>
sur le résultat; mais d'une manière générale on a trouvé qu'en prenant un moteur ordinaire et en opérant comme on l'a décrit, les avantages peuvent être facilement obtenus sans beaucoup de difficulté.
Le moteur! a été mis en marche d'une manière analogue avec un mélange d'air et de vapeur d'eau carburé au moyen de paraffine
Une position optima a été trouvée pour l'allumage à environ 90 en avant du point mort supérieur et la puissance usuelle a été obtenue avec environ 20 d'économie de combustible. En fermant le papillon d'étranglement, on a pu ralentir le moteur jusqu'à
250 tours sans qu'il cogne ou manque de régularité et de douceur.
Une expérience intéressante avec ce moteur a consisté à rem- placer l'arbre à cames par un autre en vue d'un cycle à six temps et à fournir un mélange d'air et de vapeur d'eau carburé au moyen de pétrole. Lors de la première course descendante du piston, la charge a été aspirée et ensuite comprimée sans allumage* On a en- suite laissé se détendre la charge puis elle a été comprimée une seconde fois et allumée, les courses usuelles de détente et d'é- chappement se faisant ensuite.
Avec cette disposition on a trou- vé qu'une réaction partielle semble se produire par la simple compression de la vapeur d'eau, du pétrole et de l'air à la tem- pérature usuelle de la chemise d'eau, car on a pu obtenir un dia- gramme indiquant une surface appréciable et qu'à l'essai de la charge une quantité d'acide carbonique a été identifiée en même ,,temps qu'environ 5% en volume d'oxyde de carbone et un peu d'hy- drogène. Lors de l'allumage à la seconde compression, on a ob- tenu un diagramme ayant une forme conventionnelle. Dans cette disposition de marche à six temps, l'allumage a pu être avancé à 1300 avant le point mort supérieur sans qu'il se révèle ni à- coups ni irrégularité.
Suivant une variante, on pourrait obtenir une combustion partielle en animant lors de la première course de compression, et une combustion ultérieure en allumant lors de la seconde course de compression, ce qui donne deux diagrammes de surfaces sensiblement égales.
En travaillant avec du gaz de gazogène, la vitesse de ce
<Desc/Clms Page number 6>
moteur a pu être ralentie jusque 80 tours par minute sans à-coups ni irrégularité, et à cette vitesse il a été nécessaire de four- nir de la chaleur supplémentaire aux parois du cylindre, car si- non le moteur serait finalement resté en panne à cause du froid.
Les deux moteurs ont fonctionné de façon satisfaisante avec du gaz de gazogène fourni par une installation du genre décrit dans la demande de brevet de même date du même inventeur, le gaz étant envoyé au cylindre sans déshydratation ni refroidissement préalables. La puissance avec ce combustible était légèrement inférieure à celle pouvant être obtenue avec du pétrole ou de la paraffine, mais le prix par CV était évidemment considérablement réduit.
La création d'un corps secondaire consistant en une combi- naison lâche d'une substance aqueuse avec un corps organique est suggérée par la réaction partielle que l'on peut déduire de la mise en liberté de chaleur lors de la première course de compres- sion lorsqu'on travaille suivant un cycle à six temps comme on l'a, décrit ci-dessus, et la présente invention comprend l'usage de vapeur d'eau de cette manière.
Les moteurs A et ± étaient allumés au moyen d'un allumage à bobine dans lequel l'étincelle a une durée notable, mais une a- vance importante de l'allumage peut être obtenue aussi avec un allumage par magnéto.
On voit que dans tous les cas, l'invention renferme l'in- troduction dans le cylindre, d'une quantité de vapeur chaude de volume notable en remplacement de la partie de la charge normale qui a antérieurement été gaspillée sous la forme de gaz non brû- lés, et aussi en remplacement de la quantité d'air en excès dont la proportion correspond par rapport à l'excès d'air total dans le cylindre, au volume de ces gaz non brûlés,.
De la manière ordinaire, si l'on emploi de l'air carburé, on entend limitera la présente invention à l'injection de vapeur d'eau chaude à une pression normale, en quantité s'élevant au moins à 25% de la charge totale, c-à-d. une partie de vapeur
<Desc/Clms Page number 7>
d"eau chaude pour trois d'air à admettre ensemble.
Dans le cas où l'on emploie du gaz de gazogène, on entend que la quantité d'eau présente dans le gaz soit au moins de 9% du volume du gaz de gazogène et le résumé ci-annexé est ainsi limité. Il est connu que dans différentes recherches de labora- toire, il a été trouvé possible de faire fonctionner un moteur avec une avance à l'allumage considérable sur le point mort su- périeur, et l'on sait également que dans le fonctionnement de certains types de moteurs d'automobiles, il est connu dans la pratique usuelle d'avancer l'allumage au-delà des cinq ou dix degrés qui sont usuels dans les véhicules de tourisme ordinaires.
En pareil cas toutefois, l'allumage a été du type à bobine et à trembleur dans lequel la durée d'étincelle est considérable, tan- dis qu'avec la présente invention l'avance à l'allumage peut fonctionner avec un allumage par magnéto et l'on ne revendique nullement des procédés de fonctionnement de moteurs à combustion interne, avec des charges qui sont hydratées ou non, dans les- quels l'avance à l'allumage est moindre que celle correspondant à 45 lorsque l'allumage par magnéto est employée
R é s u m é
L'invention concerne.,
1. Le procédé de fonctionnement d'un moteur à combustion interne qui consiste à fournir avec le combustible et l'air une quantité de vapeur d'eau chaude, sensiblement équivalente en volume à la proportion de gaz non brûlés et d'air en excès nor- malement inutilisée,
2.
Le procédé de fonctionnement d'un moteur à combustion interne qui consiste à fournir avec le combustible et l'air une grande quantité de vapeur d'eau chaude, s'élevant à au moins 25% de la charge d'air normale, et à avancer l'allumage sensiblement en avant du point mort supérieur, par exemple à 45 au moins.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.