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Perfectionnements aux moteurs Diesel et analogues.
Il est connu, dans les moteurs Diesel, d'organiser un bras;,age rotatif de l'air autour de l'axe du cylindre.
Ce brassage a pour effet de diffuser les particules liquides injectées dans l'air comburant et d'opérer ainsi la formation du mélange avant l'allumage. Celui-ci s'effectue alors automatiquement dans toute la masse, l'air étant comprime à @
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une température supérieure à la température d'allumage spontané du mélange. Les moteurs ainsi perfectionnés sont encore relativement lourds et ne peuvent atteindre les hauts régimes, que permettent les moteurs à carburateurs.
La présente invention a pour objet des perfec- tionnements aux moteurs Diesel et similaires, permettant d'obtenir des moteurs très légers, capables de tourner très vite avec un fonctionnement silencieux.
Suivant l'un de ces perfectionnements, le moteur comporte un dispositif destiné à, amorcer l'allumage du mélange du combustible liquide et de l'air comburant, ce dispositif étant situé de telle manière qu'il ne puisse être touché par aucune portion du mélange avant la formation complète de ce dernier.
Selon un mode d'exécution préféré, le dispositif destiné à amorcer l'allumage est placé à coté de l'injecteur de combustible un peu en arrière de celui-ci par rapport au sens dans lequel se déplace le tourbillon air-combustible en cours de mélange.
Suivant d'autres perfectionnements, l'appareil d'allumage est isolé des autres parois et est constitué en une matière telle qu'il joue le rôle d'amorceur thermo- chimique catalytique ou électrochimique de la combustion à une température moins élevée de la chambre de combustion.
D'autres perfectionnements résulteront de la description qui va suivre.
Aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple :
La figure 1 est une coupe verticale diamétrale, suivant la ligne 1-1 de la figure 3 d'une culasse et de la partie supérieure d'un cylindre de moteur Diesel, perfec- tionné suivant l'invention.
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La figure 2 est une coupe horizontale suivant la ligne 2-2 de la figure 1.
La figure 3 est une ooupe verticale suivant la ligne 3-3 de la figure 1.
Les figures 4 à 6 sont des coupes, analogues respectivement aux ooupes des figures là 3, montrant un autre mode de réalisation du dispositif d'allumage.
La figure 7 est la coupe verticale diamétrale suivant la ligne 7-7 de la figure 8 d'un autre type de culasse pour moteur Diesel, perfectionné suivant l'inven- tion.
La figure 8 est une coupe verticale, suivant la ligne 8-8 de la figure 7.
La figure 9 est une coupe verticale, diamétrale, suivant la ligne 9-9 de la figure 10 de la partie supérieure d'un cylindre de moteur Diesel perfectionné selon l'inven- tion, ledit cylindre comportant intérieurement une garniture.
La figure 10 est une coupe horizontale suivant la ligne 10-10 de la figure 9.
Le moteur représenté partiellement aux figures 1 à 3 se compose, à la manière habituelle, d'un ou plusieurs cylindres 1 dans chacun desquels se déplace un piston 2.
Sur ces cylindres est disposée une culasse 3 dans laquelle sont ménagées des canalisations 4 et 5 d'admission d'air et d'échappement des gaz brûlés. Ces canalisations communiquent avec l'intérieur du cylindre 1 par l'intermédiaire de la soupape d'admission 6 et de la soupape d'échappement 7 .
L'injecteur du combustible est disposé en 8 en un point quel- conque de la paroi du cylindre. Le jet 9 du combustible liquide est lancé dans l'air admis. Un tourbillon rotatif désiré à mélanger intimement le combustible liquide et
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l'air est réalisé par une méthode quelconque usuelle, par exemple, dans le cas d'un moteur à quatre temps, à l'aide d'un volet orienté 10 placé sur la soupape d'admission d'air 6. Le sens du tourbillon est par exemple celui indiqué par la flèche f (fig.2).
Suivant l'invention le dispositif quelconque destiné à amorcer l'allumage est placé en 11 dans l'axe ox immédiatement en arrière de l'injecteur 8 par rapport au sens du tourbillon (fig.2).
Grâce à cette disposition, pendant la durée de l'injection, tout l'air comburant passe devant l'embouchure de l'injecteur. L'allumage ne se trouve amorcé qu'en 11, après la formation complète du mélange.
On comprendra toute l'importance de cette carac- téristique, en considérant qu'un dispositif d'allumage placé, par exemple, suivant l'axe oy amènerait l'allumage des premières particules injectées, c'est-à-dire à un moment ouïe mélange total préalable n'est pas encore formé.
Il en résulterait une combustion défectueuse (long feu), l'impossibilité de tourner vite et des rendements médiocres.
Le dispositif destiné à amorcer l'allumage pourrait bien entendu, à la rigueur, être placé suivant l'axe oy mais à la condition expresse que le jet de combustible ne touohe pas le dispositif d'allumage au départ, l'une des caracté- ristiques de l'invention consistant, en effet, ainsi qu'on l'a indiqué, en ce que le dispositif d'allumage est situé, de telle manière qu'il ne puisse être touché par aucune portion du mélange avant la formation complète de celui-ci.
Selon l'invention, le dispositif destiné à amorcer l'allumage est constitué de préférence, en métaux bons conducteurs de la chaleur et il est isolé thermiquement de
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la paroi qui le porte. On constitue ainsi dans l'enceinte de la chambre de combustion, et à l'endroit le plus favorable, une zône plus chaude pour déterminer l'allumage initial. Au départ, le moteur étant froid, le dispositif d'allumage prend rapidement une température plus élevée que la chambre d'explosions et le démarrage en est facilité.
Enfin, la dispositif d'allumage peut être exécuté selon l'invention en matériaux spéciaux. On sait, en effet qu'il est possible dans certaines conditions, d'abaisser les températures des réactions chimiques tout en accélérant leur vitesse. Suivant l'invention, l'appareil d'allumage peut donc être constitué par des métaux d'oxydation tels que le cuivre, le nickel, le chrome, etc,, par des alliages appropriés ou autres matières capables de jouer le même rôle.
Dans ce cas, le fonctionnement est le suivant.
Pendant l'aspiration et la compression, la surface du dis- positif 11 d'allumage s'oxyde au contact de l'air. Le mélange total étant opéré, une première fraction de ce mélange vient toucher l'appareil d'allumage 11 qui cède l'oxygène de sa surface et provoque ainsi un allumage rapide et intensif. Ces réactions d'oxydation se déclanchent à une température plus basse que dans les conditions ordinaires et permettent ainsi d'employer des compressions plus faibles dans le moteur.
L'abaissement des pressions du cycle et l'augmen- tation de la vitesse de combustion se trouvent ainsi combinés pour répondre aux conditions de la légèreté et de la vitesse. La constitution du mélange préalable conduit également à une puissance massique plus élevée par diminu- tion de l'excédent d'air nécessaire à la combustion.
Il n'a été fait plus haut aucune hypothèse sur
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la nature de l'appareillage d'injection du combustible.
L'invention s'applique tout aussi bien aux moteurs dans lesquels le combustible est injecté directement dans la chambre de combustion qu'aux moteurs à antichambre dans lesquels le combustible est injecté préalablement dans une capacité auxiliaire en vue d'y déterminer une préexplosion, destinée à chasser la masse principale du combustible dans la ehambre de combustion proprement dite.
Naturellement l'invention peut être réalisée de diverses manières.. Elle peut s'appliquer aux types de moteurs existants comme elle peut aboutir à des formes d'exécution spéciales.
Dans l'exemple d'exécution des figures 1 à. 3, l'appareil d'allumage 11 est figuré schématiquement par un corps creux avec isolant 12 et joint d'étanchéité 13 . Il peut être muni ou non d'un couvercle 14. Il peut être garni intérieurement d'un'calorifuge. Il peut ou non émerger dans la,culasse, sa forme peut être quelconque, spires de fils métalliques par exemple. Ce dispositif peut être chauffé électriquement ou de toute autre manière pour le départ à froid. Il peut avoir la forme indiquée en lla à la figure 5 et être monté dans la culasse (fig.6). Il peut également être fixé sur lefond du piston, ainsi qu'il est indiqué en traits mixtes, en 11b (fig.4).
L'application aux moteurs à pistons opposés se fait sans aucune difficulté .
Aux figures 7 et 8 on a représenté un autre mode de réalisation applicable aux moteurs à deux temps ainsi qu'aux moteurs sans soupapes à quatre temps. Selon oet exemple d'exécution, la chambre de combustion proprement dite 112 a la forme générale d'un cylindre d'axe z-z
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horizontal. Cette chambre 112 communique aveo le cylindre moteur par un, canal tangentiel 113 de manière à créer un tourbillon rotatif dans le sens de la flèche f. l'injecteur est en 8 et l'appareil d'allumage en 11 ..au lieu d'être plongeant l'appareil d'allumage peut être attenant à la surface intérieure de la chambre 112 ainsi qu'il est indiqué en 11d en traits mixtes.
Dans oette disposition,le piston moteur 2 au point mort haut, ne laisse que le jeu pratiquement nécessaire entre son fond et la culasse. De cette manière, la presque totalité de l'air comburant se trouve refoulée dans la culasse.
Ce mode d'exécution est applicable également aux moteurs à soupapes à quatre temps. Il faut. dans ce cas, rejeter la chambre de combustion le plus latéralement possible pour rester en dehors de l'encombrement des soupa- pes ainsi qu'il est déjà connu de le faire.
La disposition des figures 7 et 8 permet de réaliser une chambre de combustion avec brassage cylindrique rotatif sans diminuer la section de la soupape d'aspiration par un volet d'orientation pour l'air.
Suivant l'invention, on peut aussi garnir toute la chambre de combustion de matières spéciales jouant un rôle thermique ou un rôle thermo-chimique, mais à la condi- %ion expresse qu'elles ne déterminent pas l'allumage avant la formation complète du mélange.
Ainsi aux figures 9 et 10 on a représenté une chambre de combustion cylindrique dans laquelle est provoqué, par une méthode quelconque, un brassage rotatif suivant la flèche f. L'injecteur est en 8. Les parois de la chambre de combustion peuvent favorablement être constituées par un anneau 114 dont la température doit rester en-dessous @
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de la température d'allumage spontané du mélange, tandis que le dispositif 11, destiné à amorcer l'allumage, possède une température supérieure à la température d'allumage spontané du mélange. On peut jouer, à cet effet sur le choix de la matière, sur les surfaces, les épaisseurs, sur le contact plus ou moins direct avec des surfaces refroidies, etc. Dans cet ordre d'idées, tout le fond du piston 2 peut aussi avoir un revêtement oxydable.
L'allumage est alors déterminé lorsque le fond oxydable du piston vient au contact du mélange en turbulence rotative.
D'une manière générale, le rôle de l'appareil d'allumage peut ne pas se borner à un amorçage de la com- bustion, mais être élargi à une combustion plus ou moins étendue sur des surfaces plus ou moins importantes . On peut, de cette manière,modifier la forme des diagrammes suivant d'autres considérations; par exemple, celles de la fatigue mécanique plus ou moins grande du moteur.
Naturellement l'invention n'est nullement limitée aux modes d'exécution, représentés et décrits, qui n'on% été choisis qu'à titre d'exemple.
REVENDICATIONS.
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