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PERFECTIONNEMENTS DANS L'ALIMENTATION PAR COMPRESSEUR
DES MOTEURS THERMIQUES A QUATRE TEMPS.
La présente invention a pour objet cer- tains dispositifs et réglages nouveaux applicables plus particulièrement à l'alimentation par compres- seur des moteurs thermiques polycylindriques fonc- tionnant suivant un cycle à quatre temps, soit du type DIESEL; soit du type classique à explosions.
Ces réglagos nouveaux comportent l'utilisa- tion combinée des moyens suivants :
1 ) Pression d'alimentation maintenue aussi cons- tante quo possible par la combinaison d'un disposi- tif de transvasement de cylindre à cylindre et d'un
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réglage correspondant des périodes de refoulement du compresseur de suralimentation, de telle sorte que les pulsations périodiques du refoulement de ce compresseur soient considérablement amorties.
Le transvasement sous pression de cylindre à cylindre est obtenu en'prolongeant la durée de l'ouverture de la soupape d'admission pendant une partie importante de la course montante du piston alors que la soupape d'admission du cylindre suivant s'est normalement ouverte après le passage du pis- ton correspondant à son point mort supérieur, Pendant cette phase où deux soupapes d'admission sont simul- tanément ouvertes, le volume de gaz ou d'air contenu dans le premier cylindre diminue exactement de la quantité dont augmente le volume contenu dans le deuxième cylindre, de telle façon que la quantité d'air ou de gaz demandée au collecteur d'admission soit nulle et qu'il y ait simplement transvasement sous pression, dans le deuxième cylindre, d'une par- tie des gaz contenus dans le premier cylindre.
Le compresseur étant réglé pour ne pas débiter de gaz ou d'air pendant cette période de transvasement et de plus, la période d'admission proprement dite, c'est-à-dire,celle pendant,laquelle une seule sou- pape d'admission est ouverte,: coïncidant avec un refoulement calculé pour donner le volume d'air ou de gaz juste nécessaire pour remplir le cylindre moteur correspondant à la pression désirée, il en résulte que la masse de gaz ou d'air contenue dans le collecteur d'admission demeure constante et que, par suite, les variations de pression dans ce col- lecteur sont sensiblement nulles.
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29 - Possibilité de faire varier la pression d'alimentation par une variation commandée du débit volumétrique du compresseur liée à une varia- tion correspondante de la phase de transvasement de cylindre à cylindre, de telle façon que le volume refoulé à chaque pulsation du compresseur soit tou- jours égal au volume de gaz ou d'air nécessaire pour achever le remplissage à la pression voulue du cylin- dre moteur correspondant.
3 - Liaison entre la commande de variation de débit du compresseur et celle de la fermeture des soupapes d'admission du moteur, de telle façon que les deux étages de compression obtenus, soit : 19 étage dans le compresseur.
2 étage dans le moteur' demeurent toujours sensiblement égaux et que le travail absorbé par la compression totale du mélan- ge gazeux soit toujours minimum.
4 - Refroidissement du mélange gazeux ou de l'air entre les deux étages de compression,obtenu par l'influence des parois du collecteur d'admission commun à tous les cylindres moteurs.
Ces dispositifs et réglages combinas permettent de réaliser un moteur suralimenté avec compression bi-étagée rationnelle et refroidissement entre phases comportant les avantages suivants : a) - Pour le moteur à explosion, ohtention d'un taux de compression élevé sans auto-allumage ni déto- nation, la température du mélange combustible à la fin de la compression restant en-dessous de celle qui donne naissance à ces phénomènes inévitables dans les moteurs poussés avec compression en un seul étage.
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Pour les moteurs DIESEL, possibilité de suralimenter sans augmenter la température finale de compression. b) - Travail de compression minimum par suite du réglage de la compression en deux étages toujours sensiblement égaux et de la suppression de toute dé- tente intermédiaire entre les deux phases. c) - Taux de compression variable par réglages correspondants du débit du compresseur et de la ferme- ture de la soupape d'admission du moteur faisant ainsi varier simultanément les deux étages de com- pression, avec la possibilité, soit de maintenir ces deux étages toujours sensiblement égaux'dans le cas du cycle à explosion, soit d'obtenir une température finale constante dans le cas du cycle DIESEL.
d) - Taux de détente volumétrique élevé, et par suite rendement thermodynamique élevé, puisque le taux de détente est indépendant du taux de compression volumétrique réalisé dans le moteur et peut toujours être supérieur au- taux de compression total, de fa- çon à éviter les pertes à l'échappement. e)- Amélioration de l'homogénéité du mélange air- essence dans les moteurs à explosions, par la turbu- lence provoquée par le transvasement de cylindre à cylindre et meilleure gazéification de l'essence par l'influence des parois léchées par les gaz, ce dernier point ayant également pour conséquence le refroidis- sement des points chauds pouvant se trouver dans le cylindre.
Les figures de la planche ci-jointe et la description ci-dessous se rapportent plus particuliè- rement à l'application des dispositifs de réglages faisant l'objet de la présente invention à un moteur
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à quatre cylindres en ligne ; cet exemple choisi pour plus de facilité de description n'est nullement limitatif tant en ce qui concerne le nombre de cy- lindres qu'en ce qui concerne leur disposition.
Le graphique de la figure 1 représente schématiquement la succession des "temps" successifs du cycle classique à quatre temps ; dans chacun des cylindres, Al, A2, A3, A4 ,correspondent aux admis- sions; B1, B2, B3' B4, aux compressions; Cl, C2, C3, C4 aux détentes; D1, D2, D3 D4 aux échappements; les cylindres étant supposés numérotés dans leur or- dre d'allumage.
Ce graphique montre que les quatre admis- sions se succèdent sans interruption et sans chevau- chement ; toutefois, pendant la durée de l'admission A1, le piston décrivant une course complète, on sait que sa vitesse varie constamment et peut être repré- sentée par la courbe A1 de la figure 2 ; de même, la vitesse du piston du 2éne cylindre pendant l'admis- sion dans ce cylindre est représentée par la courbe A2; le volume de gaz admis à chaque instant dans le cylindre varie suivant la même loi périodique.
Sur la figure 2 sont également représen- tées les courbes R1, R2, indiquant les volumes d'air débités par le compresseur pendant un tour complet du moteur; la comparaison des deux courbes A1et R1 montre que la pression dans le collecteur d'admission varie d'une façon périodique; elle diminue pendant le début de l'admission, puisque le cylindre se remplit sans que le compresseur débite, et augmente brusque- ment lorsque s'ouvrent les clapets de refoulement du compresseur.
Il on résulte une série de pulsations
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représentées scmatiquement par la courbe P, qui nuisent à la régularité de l'admission et peuvent provoquer des condensations d'essence.
La figure 3 représente schématiquement la succession de quatre temps avec les nouveaux réglages constituant la présente invention. Les admissions dans chaque cylindre sont prolongées pen- dant plus de la moitié de la course montante du pis- ton, la compression dans le cylindre moteur étant réduite d'autant et les autres temps restant iden- tiques à ceux-du cycle classique.
La figure 4 montre les variations du volu- me d'air admis dans les cylindres pendant une rota- tion complète de l'arbre moteur; la partie pointillée des courbes Al, A2 s'annule de telle façon que les pé- riodes pendant lesquelles il y a admission effective d'air dans le cylindre coïncident avec les périodes de refoulement R1, R2 du compresseur, la courbe de variation de pression dans le compresse&r a la forme de la courbe P, figure 4.
La figure 5 est une coupe schématique lon- gitudinale d'un moteur quatre cylindres à quatre temps, représenté au moment du transvasement des gaz du 1er cylindre dans celui qui le suit dans l'ordre d'allumage.
Le piston 1 est au point mort inférieur et va commencer sa course montante, la soupape d'admission 2 demeure ouverte alors que la soupape d'admission 3 du cylindre suivant vient de s'ouvrir; il en résulte que les gaz-contenus dans le cylindre 4, chassés par le piston 1, sont évacués dans le cylindre 5 à travers les soupapes 2 et 3 et le collecteur d'ad- mission 6 .
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Le compresseur, qui tourne à la même vites- se que le moteur, comporte un nombre de cylindres égal à la moitié du nombre de cylindres moteurs; pour le moteur ci-dessus à quatre cylindres, le compresseur comporte un seul cylindre à double effet, le piston étant commandé par le vilebrequin du moteur à l'aide d'un coulisseau et d'une glissière.
Le piston du compresseur 7 est représenté au point mort supérieur, au moment où il va commencer sa course de compression dans le cylindre 8. La sou- pape de refoulement 9 est fermée et ne s'ouvrira qu'au moment où se fermera la soupape d'admission 2 du cy- lindre moteur 4, de façon à faire coïncider l'admis- sion effective de gaz dans le moteur avec le refoule- ment du compresseur.
La soupape d'admission 10 du cylindre com- presseur 8 est montrée ouverte, sa fermeture est dé- terminée par une commande 11 dépendant de l'arbre à cames 12 du moteur, permettant ainsi de faire varier le débit volumétrique du compresseur en liaison avec la fermeture des soupapes d'admission du moteur.
Ce dispositif permet ainsi de faire varier le taux de compression total du moteur, tout en con- servant deux étages de compression toujours sensible- ment égaux.
La variation simultanée de la fermeture des soupapes d'admission du moteur et des soupapes d'ad- mission du compresseur s'obtient en décalant, à l'aide d'une commande quelconque connue 13, l'arbre à cames 12, sur lequel sont juxtaposées plusieurs cames que l'on peut amener successivement à l'aplomb des pous- soirs do commando des soupapes.
La figure 6 est une coupe partielle du même moteur pendant la période d'admission proprement dite
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du cylindre 5, période pendant laquelle, seule, la soupape d'admission 3 est,ouverte.