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B ER&EC TI oà.ii,à.LIîT S , ,,UX s b'd9A9 Es v.iS 4-"OT-ZI U-"S A EXPLOSION¯OU A C OE>lBUsTI0u @ L'invention a pour but de rendre parfaitement sileu-
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cieuse et douce la aistributi on des moteurs à explo5 iùt1 et à combustion interne munis de soupapes, en compensant entiè- rement les dilatations relatives du bloc cylindre-carter- arbre à cames et des soupapes et poussoirs, ce qui permet de marcher avec un réglage jeu invariable, et par suite, de construire des cames à attaque et à fermeture très douces, tout en conservant fixes les points d'ouverture et de fer- meture.
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La difficulté, très grande surtout pour les sou- papes d'échappement, réside dans le faitque la température de chacun des points d'un moteur ne dépend pas d'une seule variable suivant que le moteur est froid, tiède ou chaud, mais de plusieurs variables. Toutes les pièces ne s'échauf- fent pas avec la même rapidité, et les têtes et bases de tiges de soupapes, par exemple, sont plus sensibles au régime momentané du moteur qu'à sa température générale.
En tenant compte simplement d'une seconde variable, qui sera, par exemple, la température de la tête des soupapes d'échappement, on définit d'une façon très satisfaisante l'état thermique du moteur.
Le moyen qui, conformément à l'invention, procure le résultat industriel recherché, consiste à déterminer 1' angle du cône de contact de la soupape et de son siège d'a- prèsles conditions et méthodes qui vont être exposées.
Cet élément de succès peut être, le cas échéant, complèté par l'adjonction de pièces en métaux plus ou moins dila- tables par la chaleur, interposées dans la commande ou constituant une partie des pièces usuelles, queues de sou- papes, poussoirs, etc....
Comme il a été dit plus haut, les températures des diverses pièces de moteur et surtout des pièces de la dis- tribution ne pouvant être convenablement définies qu'en se servant d'au moins deux variables indépendantes, toute compensation précise doit tenir compte de ces deux varia- bles qui seront par exemple: d'une part celle des variations lentes, qui sera la température du bloc qui contient la circulation d'eau ou d'air, des poussoirs et queues de soupapes; d'autre part, celle des variations rapides, qui sera la température duplateau de la tête de soupape.
Or, quand la soupape s'échauffe, sa tête se dilate,
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et, comme elle est conique et posée sur un siège également conique qui s'échauffe différemment et moins vite, elle remonte, entraînant la soupape entière et compensant en partie la dilatation du haut de la tige et de son épanouis- sement.
L'expérience montre que, dans les moteurs de construction courante, cette remontée de la tête de sou- pape est loin de suffire pour compenser l'allongement aes
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tiges des soupapes d'écciappenient; pour les Eoup;;J:!es d'admission elle est généralement soit trop forte, suit trop faible.
Dans le dispositif conforme à l'invention, 1' angle du cône de contact entre la soupape et son siège est augmenté par les soupapes d'échappement, de faon à aug- menter la remontée (le la tête de soupape dans son siège sous l'effet des dilatations. Pour les soupapes d'ad- mission, il est augmenté ou diminué, suivant les cas, et de toutes façons se déduit des mesures et calculs comme il est précisé plus loin.
Les expériences faites avec différeuts angles ont démontré qu'au lieu de faire avec la paroi de la chambre d'explosion un angle de 0 (soupapes plates), 30 ou 45 , correspondant aux formes usuelles, le siège des soupapes latérales d'échappement doit faire avec ces parois un angle bien plus grand, pouvant dépasser 60 , en restant toutefois en dessous des angles pour les- quels on risque le coincement, qui se tiennent aux en- virons de 80 ,
Jusqu'à présent on ne s'était préoccupe, dans la déterminaison de ces angles, que de 1'écoulement des gaz soupapes levée et de l'assiette de la soupape. Un compromis avait été adopté entre la soupape plate favo- rable au passage des gaz et la soupape à 45 qui assure
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un meilleur centrage.
Dans le dispositif selon l'invention, pour des valeurs déterminées des diamètres de soupapes, des hauteurs,: des positions du guide (question de refroidissement,) l'an- gle du siège se trouve également déterminé comme .on l'ex- pliquera plus loin, et les Grands angles voisins de 65 à 70 , dont il est question ci-dessus, sont relatifs aux soupapes d'échappement, pour lesquelles l'écoulement des gaz n'est pas une question de toute première importan- ce.
,Le càlcul de l'angle, pour chaque sorte de soupa- pes est basé sur au moins aeux séries de mesures précises des dilatations relatives (variation du jeu), sur le mo- teur en marche dans des conditions variées de température et de régime passager ou durable, chaque série de mesures étant faite avec un angle de siège différent.
On observe d'abord les variations de jeu, par exemple entre le cas du moteur entièrement froid et celui du moteur froid avec soupapes chaudes, dans les premières minutes de mise eu charge brutale. Cette variation n'est pas la même dans deux séries de mesures faites avec deux angles différents, et la différence est proportionnelle à la différence des tangentes des deux angles. On en déduit la tangente de l'angle et par suite l'angle qui devra ne donner aucune variation.
On a ainsicompensé l'influence d'une variable in- dépendante, qui tient compte surtout des variations rapides de régime.
Il reste à compenser l'influence de l'autre varia- ble indépendante, qui traduit presque exclusivement les établis états thermiques par un régime permanent.
On observe alors les variations de jeu par exemple entre moteur froid et moteur chaud, sur lesquelles l'angle
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agit proportionnellement à sa tangente, bans donner tou- jours une compensation parfaite.
Il faut alors en général, empiéter le disposi- tif par l'adjonction d'une ou plusieurs pièces en metal plus ou m'oins dilatable, qu'on interpose dans la tringle- rie ou qui remplacent des pièces de la commande et dont les dimensions sont faciles à déterminer par essais et par calculs.
Cette addition de métaux convenablement choisis s'applique principalement aux moteurs dans lesquels la distribution est enferme dans des carters en métaux le- gers et aux moteurs avec distribution à culbuteurs. il arrive qu'elle soit à peu près inutile dans le cas où les pièces intéressant la distribution sont en métaux de même coefficient de dilatation, cornue la fonte et la plupart des aciers et chauffent également et eu même temps.
Le dessin ci-joint fera comprendre le fonction- nement du dispositif dans ce cas en particulier.
Il faut supposer d'abord que la tête 1 de la soupape et le haut 2 de la tige sont, jusqu'au sommet géo- métrique 3 du cône, à une température identique variable t1; quele cylinare et lescarters 4, la came 5, Les pous- soirs ou culbuteurs avec leurs pièces de réglage, tiges et galets b et la queue 7 de la soupape, tous de même coeffi- oient de dilatation, sont à une température identique va- riable t2.
On conçoit que chacun de ces deux ensembles, de température t1et t2 indépendantes, restant semoiable à lui-même, le cône du siège et le cône de la soupape con- servent leur angle et restent confondus, que leurs sommets géometriques sont également confondus et qu'il ne sepro- duit aucune variation de jeu, ni de serrage, quelles que
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soient les deux variables indépendantes t1 et t2.
Il n'existe évidemment pas dans la réalité de points 3 où la température de la soupape varie brusquement d'une valeur t1à une valeur t2, mais on conçoit qu'il existe un point moyen tel que, par rapport a tet t2, le manque de température d'un coté compense l'excès de tempe- rature de l'autre, la dilatation de la région de la tige où se fait le changement progressif de température étant la même que s'il existait une scission nette dans la répar- tition des températures.
Il ne reste plus qu'à prendre ce point moyen comme sommet du cône.
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