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déposé à l'appui d'une demande de
La présente invention a pour objet un dispositif permettant d'assurer le balayage parfait des gaz brûlés dans les moteurs à deux tesnps par le fluide d'alimenta.. tion sans perte notable de ce dernier à 1-'échappement.
L"invention s'applique aussi bien aux moteurs à explosion proprement dits alimentés en mélanges carburés préparés à l'avance qu'aux moteurs à combustion interne alimentés
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en air comprimé avec injection forcée du combustible. our obtenir le balayage parfait des gaz brûlés il est prévu conformément à l'invention un déflecteur destiné à diriger le fluide d'alimentation successivement vers les différentes parties du cylindre suivant ie degrë d'ouver- ture de l'admission. Ce déflecteur peut former le déflec- le leur habituel porté par/piston auquel on aurait donné une forme appropriée, si la lumière(? admission est couverte et découverte par le piston.
Dans ce cas la direction du fluide d'alimentation est déterminée par la position relative du défleoteur et du bord intérieur de la lumière d'admission. Dans ce cas encore le déflecteur pourrait être articulé sur le piston de manière à se présenter à chaque moment dans la direction correspondant à la direo" tion à donner au fluide d'alimentation, Si au contraire l'admission se fait par soupape, o'est la soupape qui porte le déflecteur de telle aorte que les modifications de la position relative de la soupape par rapport à son siège déterminent la direction donnée au fluide d'alimentation.
Le déflecteur conforme à l'invention a pour effet de faire parcourir successivement une ou plusieursfois au jet de fluide d'alimentation, les différentes régions du cylindre qui forment devant lui une esp@ce d'éventail de telle sorte que le flâne du jet balaie devant lui les gaz brûlés vers l'échappement. En même temps les gaz frais du et progressent d'une manière régulière jusqu'à ce qu'ils arrivent à leur tour à l'échappement -au moment même où celui-ci se ferme.
Le remplissage en
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gaz frais est donc complet et l'expulsion des gaz brûlés parfaiteo De plus le balayage préconisé empêche les gaz brûlés de former un matelas calorifuge devant la pièce mobile réglant l'admission,piston ou soupape et le jet de gaz frais lorsqu'il a frappé la paroi opposée du cylindre à l'admission forme un tourioillon en arrière de la face de balayage du jet en assurant une turbulence énergique et rationnelle.,
On a décrit ci-dessous et représenté aux dessins ci -joints six modes d'éxécution de l'invention pris à titre d'exemple.
Les figures 1, 2 et 3 représentent en coupe longitu dinaleun cylindre à déflecteur oscillant porté par le piston à trois moments différents., à savoir:le commence- ment de l'admission, la pleine admission et la fin de 1' admission.
Les figures 4,5 et 6 sont des vues analogues correspondant aux mêmes moments dans le cas d'un mode de réalisation plus pratique comportant un déflecteur de forme appropriée solidaire du pistono
Les figures 7 à 9 représentent, dans les mêmes similaire conditions, une application/de l'invention au cas de deux cylindres jumelés, oommuniquant entre eux par la chambre de compression, l'admission des gaz ayant lieu dans l'un des cylindres et l'échappement par l'autre cylindre*
Les figures 10 à 12 sont des coupes analogues dans le cas où l'admission a lieu par des lumières découvertes par le piston vers la fin de sa course de détente, l'échap-
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se faisant pement des gaz brûlés/par une soupape placée dans le fond du cylindre.
Les figures 13 et 14 représentent deux variantes du mode d'exécution précédent dans lesquelles l'échappe... ment est assuré par plusieurs soupapes.
Les figures 15 et 16 rppréàentent en ooupe longitu dinale schématique, respectivement au début et à la fin du balayage des gaz brûlés, un moteur à deux temps comportant deux pistons se déplaçant en sens inverse dans un même cylindre et démasquant vens la fin de leurs courses de détente, l'un les lumières d'admission du fluide d'alimentation, et l'autre leslumières d'échappement des gaz bruits.
La figure 17 est une coupe longitudinale d'un moteur deux temps dans lequel l'admission du fluide de balayage a lieu par une soupape centrale disposée au !tond de la chambre de compression et l'échappement par des lumières découvertes par le piston vers la fin de sa course de détente.
Les figures 18 et 19 représentent schématiquement,, le début et la fin de la période de balayage des gaz brûlés, dans le cylindre de la figure 17.
La figure 2,0 représente à titre de comparaison et schématiquement, le balayage des gaz brûlés dans le cas d'un moteur du type de la figure 17 ne comportant pas de déflecteur conforme à l'invention.
Dans le mode d'exécution représenté schématiquement aux figures 1 à 3, le cylindre 1 dans lequel se déplace le piston 2 et qui présente un dispositif d'allumage 3 comporte un ou plusieurs orifices 4 d'admission du fluide d'alimentation (air dans les moteurs à injection de combus.
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tible ou mélange explosif dans les moteurs à explosion) et un ou plusieurs orifioes 5 d'échappement. Les orifioes 4 et 5 sont àpeu près diamétralement opposés,, La chambre de compression est hémisphérique.
Sur un axe 7 porté par le fond plat 6 du piston 2 est articulé un déflecteur 0. susceptible d'osciller autour de l'axe 7, entre la position vertioale de la figure I jusqu'à la position sensiblement horizontale de la figure 16, position pour laquelle il vient appliquer contre le fond 6 du piston. Le déflecteur 8 est placé juste devant l'orifice d'admission; il est de préférence taillé en biseau, de manière que lorsqu'il est rabattu sur le fond du piston il fasse saillie le moins possible sur ce fond.
La rotation du déflecteur 8 est commandée au moyen d'un mécanisme quelconque non@représenté disposé par exemple sous le piston 20 Le fonctionnement de ce dispositif est le suivant ; : A , ..
Au commencement de l'ouverture des lumières 4 (figure 1) le et de fluide admisest dirigé vers le haut suivant les flèches fl et va léchor la paroi du cylindre, endant 1,'ouverture et la fermeture des lumières 4 le déflecteur 9 tourne vers la droite et vient se rabattre sur le fond 6 du@piston. Le et du fluide de balayage suit les inclinaisons successives du déflecteur 8.
La figure 2 représente une position intermédiaire où les lumières 4 sont complètement ouvertes et la figure 3 représente la po@ition finale rabattue obtenue presque au moment de la fermeture des lumières 4 et 5. On voit que le jet du mélange frais (flèches f1, f2,f3) se déplace en
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éventail en chassant graduellement devant lui les gaz brûlés contenus dans la zone A (fig.I) qui se réduitpeu à peu à la zone B (fig.2)et enfin à la très faible petite région
C à pas (fig.3).
au commencement le courant gazeux suit la paroi de la chambre de compression en s'inclinant à droite (fig.I) le long du fond de la chambres Au milieu (fig.2) et à la fin de l'admission (fig.3) l'extrémité du jet gazeux est obligée de se replier en arrière, c'est à dire dans la direction opposée à la lumière d'échappement 5.
,Le balayage du cylindre est pratiqueament complet et la sortie des gaz frais par les orifioes d'échappement 5 est presque nulle,, En effet, le jet de balayage tournant en éventail ne pénètre pas comme un coin dans la masse des gaz brûlés en la divisant, mais la déplace graduelle- ment par son flano inférieur. Toutefois si la pression initiale est excessive il peut arriver que le courant gazeux atteigne un instant les orifices d'échappement 5, mais tout de suite la fuite s'arrête, car le jet se déplace et en même temps les tourbillons (fige 2 & 3) le font revenir en arrière.
Un déflecteur 7 tournant comme celui que l'on vient de décrire est d'une réalisation difficile.
Dans le autres modou d'oxécution on obtient d'une manière pratique sensiblement les mémes résultats qu'avec le dispositif plutôt théorique qui vient d'être exposé,
Dans l'exemple représenté aux figures 4 à 6 le fond
6 du piston 8 porte un déflecteur 9 de hauteur h moindre que celle H des lumières d'admission 4. Le fond 6 du piston est, de préférence, oonvexeo Le moteur est, en outre, agencé de telle sorte que le fluide d'alimentation
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possède une pression faible au commencement de balayage.
Cette pression augmente pendant la première moitié de l'opération, pour diminuer ensuite graduellement pendant la deuxième moitié de l'opération. Cela peut être obtenu de plusieurs manières, par exemple à l'aide d'une pompe à piston dont la manivelle est décalée par rapport à la manivelle motrice, et en utilisant le fait que le débit de la pompe est plus grand vers le milieu de la course. On peut également employer un compresseur du type Root dont le débit présente des fluctuations bien connues etc..
La figure 4 représente le dispositif au commencement de l'ouverture des lumières 4 d'alimentation, le piston 2 se déplaçant vers le bas. De courant gazeux qui entre, heurte le déflecteur 8 et se trouve par ce fait dévié vers le haut (flèches f1). Il va lécher la paroi du cy- lindre et de la chambre de compression, et chasse devant lui et versle bas une première partie des gaz brûlés.
La pression du fluide de balayage étant faible, le courant ne peut arriver tout de suite aux lumières d'échappement 5.
Au fur et à mesure que leslumières 4 s'ouvrent le courant de balayage qui est de moins en moins dévié par suite de la petite hauteur h du déflecteur, s'incline vers l'échappement (flèches f2 de la figo5) en chassant gra- duellement par son flanc le restant des gaz brûlés. Le balayage se poursuit ainsi jusqu'au momemt où les lumières sont complètement ouvertes (fig.5), le sommet du déflec- teur 8 étant alors au dessous du bord supérieur desdites lumières 4.
Le flanc inférieur de la lame fluide admis
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est devenu presque horizontal et il a chasse du cylindre presque tous les gaz br@lés. En même temps, la pression du fluide admis a augmentée et étant donnée la direction du courant il se produit un choc centre la paroi du cylin- dre sous un angle tel que le jet gazeux se replie vers le haut en formant des tourbillons dans la zone précé- demment balayée (fig.5). A @e moment le piuton 2 commence la fermeture des lumières d'admission 4. En même temps la pression du mélange admis diminue et le courant gazeux se relève (fig.6).
Quand las lumières 4 sont presque fermées le courant est si faible qu'il ne peut plus avoir aucune influence sur le fluide tourbillonnant contenu. dans le cylindre.
Les figures 7 à 9 représentent une application du dispositif des figures 4 à 6 au cas,, bien connu, de deux cylindres jumelés I et Ia, parallèles (ou faisant entre eux un angle quelconque) et communiquant entre eux au moyen d'une chambre de oompression commune. Les pistons
2 et 2a sont reliés à une manivelle unique ou bien à les pistons deux manivelles décalées., commandant l'un le lumières d'admission 4 ménagées dans le cylindre I et l'autre les lumières d'échappement 5 ménagées dans le cylindre :La.
On sait que dans fies moteurs du type représenté on obtient facilement une distribution satisfaisante puisque l'échappement se ferme avant la fin du balayage et qu' en conséquence on obtient une suralimen..- tation du moteur. On sait aussi que lebalayage est très incomplet et qu'une grande partie du fluide de balayage s'en va par l'échappement. suivant l'invention, le piston 6 du cylindre 1
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comporte dans l'exemple précédent un déflecteur 8 de hauteur h moindre que celle H de la ou des lumières d'admission 4. En outre le moteur est agencé de telle sorte que la pression du fluide de ba ayage peut augmenter graduellement pendant toute 1'opération du balayage.
Dans la paroi 9 séparant les deux cylindres 1 et Ia (ou dans les parois se faisant vis à vis des cylindres), et formant déflecteurs fixes sont percés un certain nombre de trous ou conduits 10, de diamètre inférieur de préférence à la hauteur des segments II des pistons 2 et 2a.
En outre les deux cylindres communiquent librement en 9a parleurs chambresde compression, :!;la paroi 9 s'arrêtant à une certaine distance des fonds de ces chambres.
Le fonctionnement est le suivant :Au commencement de l'ouverture des lumières d'admission ou de balayage 4 (fig.7) le courant qui entre dans le cylindre 1 heurte le déflecteur 8 et est dévié vers le haut (flèche f1).
Il va lécher lesparois du cylindre et de la chambre de compression, et chasse une première partie des gaz brûlés. La pression du fluide admis étant faible,, le courant ne peut arriver tout de suite aux lumières d'échappement 5. Au fur et à mesure que les lumières 4 s'ouvrent le courant de balayage est de moins en moins dévié par la petite hauteur du féflecteur 9, le jet s'incline donc vers les lumières d'échappement 5.
(flèches f2, fig.8) chassant par son- flâne leaz brûlés du premier cylindre I jusqu'à ce que les lumières 4 soient complètement ouvertes (fig.8) le bord du déflec- teur 8 venant au dessous du bord supérieur des lumières des lumières 4 d'admission, Le flano inférieur de la lame fluide est devenu presque horizontal après avoir chassé du premier cylindre (I) prosque tous les gaz brûlés. A
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ce moment la pression augmente encore et étant donnée la direction du courant il se produit des chocs contre la paroi 9 sous un angle tel que le courant se replie vers le haut et forme des tourbillons dans la zone prédédemment balayée (fig.8).
Une partie du fluide de balayage longe la paroi de la chambre de compression, passe au dessus de la aparoi 9, gagne le cylindre la et se dirige vers les lumières d'échappement 5 de ce second cylindre. Une autre partie du fluide de balayage passe par les trous 10 direo- tement dans le deuxième cylindre 1a en précédant celle qui arrive par le haut en 9a suivant une voie plus longue.
Les deux courants gazeux concourent à rendre complet le remplissage et le balayage du deuxième cylindre. Quand le piston 6a du deuxième cylindre 1a ferme les lumières d'échappement 5 (fig.9) les lumières d'admission 4 sont encore très ouvertes, le jet d'alimentation continue sous une pression toujours croissante. La période de suralimen,., tation commence à ce moment; elle ne se termine que lors- que les lumières 4 se forment.
Aux figures 10 à 12 on a représenté une application de l'invention au cas où l'échappement des gaz brûlés a lieu par une soupape centrale d'échappement II. Dans la . pratique on peut évidemment utiliser plusieurs soupapes disposées dans lee fond de la chambre de compression, qui peut être plane, ou conique comme il est représenté en figure 14 ou encore cylindrique comme représenté en fig.@@ etc.*
Le fond 8 du piston 2 comporte un gradin circulaire 8 d'une hauteur Inférieure à la hauteur H des lumières 4 d'admissiono
On voit (fig.10) que le fluide frais qui commence à
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entrer par les lumières annulaires 4 dans le cylindre I se trouve d'abord dévié par legradin 8 du piston,
de manière à former un cylindre de filets fluides qui va lécher., suivant les flèches f4, la paroi du cylindre 1 en chassant les gaz bruina de la zorlm périphérique ou annulaire D. Il moto une zone centrale E non balayée. Mais, le piston 2 continuant à descendre, le faisceau annulaire des filets fluides admis est de moins en moins dévié par le gradin 8 du piston 2. Oe faisceau se referme suivant les flèches f5 et abandonne les zones périphériques D, pour venir lécher le fond 6 du piston (fig.II) et procéder au balayage de la zone centrale Eo
Puis, le piston 2, après un instant d'arrêt, commence sa course ascendante de retour* Pendant la période de fermeture des lumières 4 le faisceau des filets fluides s'ouvre à nouveau en éventail et balaye à nouveau tout le cylindre 1.
Aux figures 15 et 16 on a représenté l'application de l'invention au cas d'un moteur à deux temps, à alimentation sous prossion, du type à doux pistons opposés 2 et 2a agissunt dans un cylindre unique I, sur deux manivellesreliées entre elles. L'uses pistons, 2 par exemple,, découvre à la fin de sa course les lumières d'admission 4 et l'autre 2a les lumières d'échappement 5.
Suivant l'invention, le fond 6 du piston 2 qui commande l'alimentation comporte un gradin circulaire 8 à bords arron- dis selon un profil approprié, et de hauteur h plus petite que celle H des lumières 4.
On voit (fig.15) que le fluide qui commence à entrer
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par les lumières 4 dans le cylindre I lorsque le piston 2 commence à découvrir ces lumières pendant sa courge des.. condante se trouve dévié par le déflecteur 8 du piston.
Il va d'abord lécher la paroi du cylindre I en chassant les gaz brûlés de la zone périphérique annulaire d. Il reste, comme dans l'exemple précédent, une zone centrale E non balayée, mais le piston 2 continuant à se déplacer vers le bas et les lumières 4 continuant à s'ouvrir, le faisceau des filets fluides est de moins en moins dévié par le déflecteur) il se ferme donc et vient lécher le fond en
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6 du piston 1/,quittant la zone annulaire D dans laquelle le balayage s'est déjà accompli et il commence le balayage de la zone centrale E.
A ce moment, après un court arrêt, les pistons 1 et Ia commencent leur course de retour et pendant la période de fermeture des lumières 4 et 5 le faisceau annulaire des filets fluides s'ouvre à nouveau en éventail en balayant toute la oapaoité des cylindres.
Avec le piston 2 comportant un déflecteur conforme à la présente invention, le balayage du cylindre est absolu- ment complet et aucune zone n'y est soustraite. Par le choix approprié de la hauteur 11: et du profil du gradin 8 du piston qui commando l'admission, on peut prolonger la période du balayage annulaire en diminuant colle du balayage central, ou inversement. Afin d'empêcher qu'une partie des gaz frais ne sorte par l'échappement, on peut régler lesmoments d'ouverture et et de fermeture des lumières d'échappement par 5 en rapport aux moments d'ouverture et de fermeture des lumières d'admission 4. Ce résultat peut être obtenu par
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exemple en décalant entre eux lesdeux vilebrequins.
Enfin aux figures 17 à 19 on a représenté une appli- oation de l'invention au cas où l'admission sous pression est assurée par une soupape 12, l'échappement restant assuré à la fin de la course de détente par des lumières 5, découvertes par le piston 20
Dans ce mode d'exécution, la chambre de combustion du cylindre I est formée de deux parties superposées, la première 13 tronconique ou en forme de segment sphérique,, la deuxième 14 en forme de tors, Dans le fond de la partie 14 est ménag le siège conique 15 de la soupape 120 OetLe soupape comporte une tête 12' on forme do paire dirigée vers l'intérieur du cylindre I;
le bord extérieur 16 de la tête est épais et arrondi, La soupape peut être creuse pour plus de légèreté et peut contenir des sels ou toutes autres matières qui favorisent le refroidissement par transe- port de la chaleur de la tête 12' de la soupape vers la tige 170
Le profil du tore qui constitue la-partie supérieure 14 de la chambre de compressions est spécialement établi de manière à diriger vers l'axe longitudinal du cylindre les filets du fluide qui arrivent sous pression du conduit la, au moment où ils entrent dans le cylindre I. Le ropfil 12' en forme de poire de la soupape 12 est dessiné de manière à être léché et refroidi par ces filets de fluide frais au moment où ilentrent dans le cylindre.
Le fonctionnement de ce dispositif est le suivant (fig.18 et 19) Lorsque la soupape 12 commence à s'ouvrir, les filets fluides qui entrent dans le cylindre sont obligea par suite de la forme spéciale de la chambre 14 et de la tête 12' de la soupape 12 à oonverger vers 1*%axe longitu- dînai du cylindre 1 en léchant la surface 12'.Ils chassent donc les gaz brûlés de la zone centrale E du cylindre. Il
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reste une zone périphérique D qui n'est pas touchée par le fluide de balayage.
Mais la soupape 12 continuant à. s'ouvir et arrivant vers la position de pl eine ouverture (fig.19), le faisceau des filets fluides s'ouvre en éventail en formant un cylindre qui vient l.éoher la paroi de la partie 13 de la chambre de campression et du cylindre I. en abandonnant la zone centrale E dans laquelle le balayage et le remplissage a déjà eu lieu de telle sorte que la zone annulaire D.est balayée à son tour.
A cemoment la soupape 12, après un arrêt momentané, commence son mouve.... ment de fermeture pendant lequel le cylindre de filets fluides se referme tandis que le piston ferme les lumières d'échappement au moment opportun,,
Le balayage et le remplissage du cylindre 1 et de la chambre de compression 13-14 sont donc absolument complet, puisque aucune zone n'y est soustraite alors qu'avec une soupape 29 et une chambre 21 de compression usuelles représentées en figure 20,la région D voisine des parois du cylindre se trouva balayes, la zone contrée E n'est pas touchée par le fluide de balayage et reste remplie de gaz brûlés, D'autre part,,
la surface plane de la soupape 30 demeure trop-chaude car elle reste toujours en contact avec des gaz brûlés.
,Une-forme appropriée du fond 6 du piston 2 et une détermination appropriée des instants d'ouverture et de fermeture de la soupape 12 par rapport à l'ouverture et à la fermeture des lumières d'échappementen tenant compte de la pression d'alimentation et de la vitesse du moteur., peuvent concourir à rendre parfait le balayage tout en empêchant que le fluide d'alimentation ne s'échappe en partie
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par les lumières d'échappement 5.
On a indiqué à titre d'exemple en 22 sur la figure 17 l'emplacement de la bougie d'allumage ou bien de l'injecteur ' de combustible dans le cas d'un moteur à combustion interneo
Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes d'exécution représentés et décrits qui n'ont été indiqués qu'à titre d'exemple.
REVENDICATIONS.
Ayant ainsi décrit mon invention et me réservant d'y apporter tous perecitionnements ou modifications qui me pa- raitraient nécessaires, je revendique comme ma propriété exclusive et privative:
1 ) Dispositif permettant d'assurer le balayage par-*. fait des gaz brûlés dans les moteurs à deux temps par le fluide d'alimentation sans perte sensible de ce dernier à l'échappement caractérisé par un déflecteur destiné à di- riger le fluide d'alimentation successivement vers les dif- férentes parties du cylindre de manière à faire parcourir successivement une ou plusieurs fois par le jet de fluide d'alimentation les différentes régions du cylindre dispo- sées en quelque sorte en éventail devant l'admission, le flanc du jet balayant devant lui les gaz brûlés vers l'é- chappement.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.