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"Perfectionnements aux moteurs à combustion interne à quatre temps"
La présente invention est relative à un perfectionne- ment aux moteurs à combustion interne à quatre temps du genre ayant une admission périodique, à intervalles, d'air atmosphérique et d'air comprimé.
Dans ce genre de moteurs l'air comprimé peut être admis pour balayer l'es- pace de combustion du cylindre avant la course ordinaire d'aspiration à la fin de laquelle de l'air comprimé peut être introduit dans le but de surcharger le moteur,
Dans desmoteurs à combustion interne connus du genre est intreduiFe mentionné, la charge usuelle d'air d'induction/à tra- vers des passages d'aspiration communiquant avec l'atmos- phère,, tandis que de l'air comprimé est introduit à tra- vers d'autres passages menant de machines soufflantes ou de compresseurs aux cylindres individuels du moteur.
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Dans certains appareils connus appartenant au genre men- tionné, l'introduction à la fois de la charge normale d'air et d'air comprimé est contrôlée par la soupape or- dinaire d'aspiration du cylindre, et en outre des moyens spéciaux sont prévus et combinés avec les passages d'as- piration et de compression pour effectuer la transition de l'air atmosphérique à l'air comprimé.La communication du passage de compression avec la soupape d'aspiration peut par exemple être contrôlée par une soupape spéciale contrôlée, tandis que le passage d'aspiration peut être prévu seulement avec une soupape automatique de retenue qui reste fermée aussi longtemps que la pression dans la chambre de la soupape d'aspiration est plusélevée que celle de l'atmosphère.
Dans d'autres appareils connus l'alimentation en air comprimé aussi bien que l'alimenta- tion en air atmosphérique est contrôlée par une soupape à piston ou à fourreau qui peut être située dans le manifold. d'entrée ou disposée d'une autre manière.
Dans les dispositions connues de moteurs à combustion interne du genre mentionné ci-dessus, dans lesquelles de l'air comprimé est fourni pour balayer la chambre de combustion du cylindre avant la course ordinaire d'aspi- ration, l'alimentation d'air est contrôlée de telle sorte que l'introduction d'air atmosphérique commence justement peu après que l'alimentation en air comprimé pour le ba- layage soit coupée. Ainsi une réduction considérable de la pression est effectuée dans le cylindre dans la tran- sition de l'air comprimé à l'air d'induction atmosphéri- que.
Ces variations de pression donnent lieu à divers inconvénients, ils conduisent par exemple au bruit et à des vibrations indésirables et une agitation constante dans lestuyaux d'induction et lestuyaux d'alimentation en air comprimé; ils augmentent aussi la puissance requi- se pendant la course d'aspiration du moteur.
La présente invention a principalement pour but d'é- viter ces inconvénients en construisant ou contrôlant la
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partie ou les parties qui contr8lent l'alimentation en air atmosphérique et/ou air comprimé d'un cylindre de mo- teur de telle manière que la période pendant laquelle le cylindre est ouvert à l'atmosphère se superpose à la pé- riode de balayage pendant laquelle le cylindre est en com- munication avec l'alimentation d'air comprimé.
L'invention peut être appliquée aussi bien à des mo- teurs à combustion interne, qui travaillent seulement avec balayage, des moteurs à combustion interne utilisant 'IL la fois le balayage et la surcharge. Dans le dernier cas il est souvent trouvé désirable que la période durant la- quelle le cylindre du moteur est ouvert à la pression at- mosphérique, en dehors de la période de balayage se su- perpose également à la période de surcharge pendant laquel- le le cylindre du moteur est à nouveau en communication avec l'alimentation en air comprimé.
La partie ou lesparties contrôlant l'alimentation en air atmosphérique et/ou air comprimé du cylindre du moteur est ou sont de préférence construits ou contrôlés de telle sorte que la pression dans le cylindre pendant toute la course d'aspiration, ne bat pas ou ne produit pas d'on- des de pression, les réductionsde pression se faisant doucement entre les différentes périodes pendant lesquel- les l'air comprimé et l'air atmosphérique sont introduits.
Le contrôle d'air est de préférence disposé de telle sorte que l'ouverture de la communication entre le cylin- dre du moteur et l'atmosphère à la fin de la période de balayage a lieu graduellement et simultanément ou approxi- mativement simultanément avec la fermeture graduelle de la communication entre le cylindre du moteur et le tuyau d'alimentation en air comprimé fournissant l'air de ba- layage.
D'une manière analogue l'ouverture de la communica- tion entre le cylindre du moteur et l'alimentation en air comprimé à la fin de la période normale d'aspiration, dans des moteurs dans lesquels la période normale d'aspiration
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se superpose à'lR3i â la périi\<ô/ f1. harge, peut avoir
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lieu graduellement et simultanément avec ou approxiinati- vement simultanément avec la fermeture graduelle de l'ali- mentation d'air atmosphérique d'induction au cylindre du moteur.
Par la présente invention, ainsi que déjà mentionné, il est possible d'atteindre un cycle de pression dans le cylindre du moteur dans lequel la pression s'élève et s'abaisse doucement entre les différentes périodes de sor- te qu'il ne donne pas lieu à des battements bruyants in- désirables et en même temps le travail inutile du cylin- dre du moteur est réduit à un minimum.
La manière dont fonctionne la disposition est illus- trée au dessin, dans lequel:
Fig.l. est un diagramme d'indicateur à faible res- sort, et:
Fig.2 un diagramme correspondant des positions de la manivelle relatif à un dispositif suivant l'invention.
Fig.3. représente une forme constructive appropriée d'un dispositif de soupape suivant l'invention.
Dans les deux diagrammes, les positions correspon- dantes de la manivelle et du piston sont désignées par les mêmes lettres de référence. Dans la Fig.l. les condi- tions de pression d'un cylindre sont données en traits pleins quand l'alimentation d'air est contrôlée suivant l'invention, tandis que les variations des conditions de pression dans un moteur contrôlé de la manière connue sont indiquées en pointillé.
Dans les dispositions connuesl'échappement a lieu de la manière ordinaire comme indiquée par la courbe d'échap. pement K-D. Le point D représente le moment où l'alimen- tation en air comprimé est établie pour le balayage qui élève la pression dans la période suivante, c'est-à-dire, pendant la dernière partie de la course d'échappement et au début de la course d'aspiration, jusqu'à ce que l'ali- mentation en air comprimé soit coupée-lorsque le piston
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est dans la position indiquée par le point E'.
Comme la communication avec l'atmosphère n'a pas encore été éta- blie une chute brusque de pression se produit dans le cy- lindre jusqu'à ce que le piston atteint la position dans laquelle une communication avec l'atmosphère est établie, c'est-à-dire, dans la position indiquée par le point F'.
Ensuite la pression diminue encore quelque peu car un certain temps s'écoule avant que la soupape particulière ou dispositif analogue établisse communication complète avec l'atmosphère. A cause de la brusque chute de pression sus-mentionnée et l'élévation subséquente de la pression pendant l'introduction de l'air atmosphérique, des ondes de pression et des battements se produisent comme indiqué par la première partie de la courbe d'aspiration repré- sentée en pointillés. Durant la dernière partie de la période d'aspiration ces battements sont supprimés.
Dans la position du piston indiquée par le point G' la commu- nication avec l'atmosphère est complétement coupée et la pression a déjà commencé avant cet instant à s'abaisser et s'abaisse encore pendant un certain temps,, car la sou- pape admettant l'air comprimé d'alimentation n'a pas été suffisamment ouverte jusqu'à ce que le piston soit dans la position indiquée par H'.C'est alors seulement que la pression commence à s'élever.
Pour la disposition suivant la présente invention, l'échappement a lieu comme décrit ci-dessus suivant la courbe d'échappement K-D, et au moment déterminé par le point D l'alimentation en air comprimé pour le balayage est établie, augmentant la pression, et le cylindre est balayé pendant la période correspondant à la courbe D-E.
Conformément à l'invention, cependant, la communica- tion avec l'atmosphère est établie lorsque le piston est dans la position désignée par F et pendant la période F-E la communication avec l'alimentation d'air comprimé est graduellement fermée,tandis qu'en même temps la communi-
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cation entre le cylindre et l'atmosphère est graduellement établie. Comme conséquence une chute douce de pression se produit pendant la période F-E et en outre dans la première partie de la période suivante, de sorte que la courbe d'aspiration a une forme courbe légèrement descen- dante pour la partie E-H, dans laquelle l'aspiration d'air atmosphérique a lieu.
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A l' instant correspondant au point Hl' al imel1te.tion d'air comprimé est a nouveau établie, s'ouvrant graduel- lement pendant la période H-G, et simultanément la commu- nication entre le cylindre du moteur et l'atmosphère est graduellement coupée, de sorte que dans la position du piston correspondant au point G elle est complètement coupée. En réglant convenablement la période de superpo- sition'H-G la courbe d'admission forme une continuation rectiligne de la partie précédente de la courbe d'aspira- tion, c'est-à-dire, qu'il n'y a pas de chute de pression.
Dans la période suivante G-H une élévation rapide de la pression se produit dans le cylindre parce que 1'alimenta tion en air comprimé est établie durant cette période.
L'élévation de pression continue durant la course suivan- te de compression.
Il ressort du diagramme de la Fig.l. que la manière suivant laquelle les parties effectuant l'alimentation en air comprimé et air atmosphérique du cylindre sont contre. lées suivant l'invention a pour résultat d'éviter d'une manière pratiquement complète les coups brusques de pression et les chutes de pression qui ont lieu dans les dispositifs connus jusqu'à présent comme montré en poin- tillé.
Dans le diagramme des positions de la manivelle mon- tré dans la Fig.2, la flèche indique le sens de rotation de la manivelle, et la soupape d'aspiration est supposée s'ouvrant dans la position A de la manivelle pendant la course d'échappement, c'est-à-dire, à un angle a avant le
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point mort supérieur T de la manivelle.L'alimentation en air comprimé pour le balayage est cependant,ouverte seu- lement dans la position D de la manivelle, c'est-à-dire à un angle d avant le centre mort supérieur T, cette alimen- tation étant tenue ouverte jusqu'à la position E de la manivelle.
Suivant ce qu'il a été dit ci-dessus, la com- munication avec l'atmosphère a déjà été ouverte, c'est-à- dire dans la position F de la manivelle, c'est-à-dire à un angle f après le point mort supérieur. La communica- tion avec l'atmosphère est ouverte pendant la période
F-G correspondant à 1 angle , mais déjà dans la position
H de la manivelle l'alimentation en air comprimé pour la surcharge est ouverte, cette alimentation ayant lieu jus- qu'à la position J de la manivelle, c'est-à-dire à un angle j après le point mort inférieur B.
C indique la po- sition de la manivelle (angle après le point mort supé- rieur) pour laquelle la soupape d'aspiration proprement dite est de nouveau fermée,
Dans la Fig.2, il est supposé qu'il y a des éléments spéciaux de contrôle pour l'alimentation en air atmosphé- rique et/ou en air comprimé, en plusde la soupape d'as- piration. Les dits éléments peuvent être ou bien indépen- dants de la soupape d'aspiration ou reliés à cette der- nière. Le dispositif de contrôle décrit n'est pas limité à un dispositif spécial quelconque de soupape aussi long. temps qu'il remplit les conditions requises par la présen- te invention.
Ces conditions nécessitent cependant, comme il est évident, que des soupapes contrôlées ou analogues peuvent être employéesg au moyen desquelles la période d'ouverture et de fermeture de la communication avec l'at- mosphère et/ou avec le tuyau d'alimentation en air compri- mé peut être réglée de la manière désirée et par consé- quent des soupapes de contrôle automatiques ou analogues ne seront probablement pas employées.
Dans la Fig.3 est montré un dispositif de soupape
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dans lequel les moyens de contrôle de l'alimentation en air atmosphérique et en air comprimé respectivement, sont combinés avec la soupape d'aspiration proprement dite, l'alimentation en air étant contrôlée par un dispositif de soupape à manchon placé dans la chambre de la soupape d'aspiration et reliée avec sa tige de manière à être affecté par le même dispositif à came que la soupape d'as- piration.
1. est la chambre de la soupape et 2 est la tige de la soupape d'aspiration se terminant à sa partie inférieu- re par le disque usuel de soupape. Dans la chambre 1 est placé un revêtement 3, dont la partie supérieure a un certain nombre de lumières 4 d'alimentation d'air préla- blement comprimé, tandis que des lumières 5 d'alimentation de la charge d'air normal sont disposées dans la partie inférieure du revêtement.
A l'intérieur du revêtement 3, une soupape cylindrique à tiroir 6 est fixée à la tige. 2 de la soupape et est munie d'une série de lumières 7 à la partie supérieure et d'une série de lumières 8 à la par- tie inférieure. 9 est une dérivation à laquelle ont peut connecter un tuyau de compresseur et qui est séparée au moyen d'une paroi 10 de la dérivation 11 qui communique avec l'atmosphère. La tige 2 est munie à sa partie supé- rieure d'une surface de contact par une vis de pression, cylindre à came ou analogue sur un levier ou analogue qui contrôle la soupape par une came. La tige de soupape 2 est munie également d'un socket à. ressort 13 et d'un res- sort 14 servant à tenir le disque de la soupape pressé contre le siège de soupape 15.
Par un dispositif convenable des séries de lumières 4,5,7,8, par rapport entr'elles, le dispositif de soupape agit de la manière spécifiée ci-dessus par rapport aux diagrammes montrés dans les figs.l et 2.