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"Moteur à combustion interne à aeux temps et a double effet".
Dans les moteurs à combustion interne à deux temps et à double effet, on choisit généralement pour le rapport de l'ouverture en fonction du temps des lumières situées sur une moitié de cylindre à celle des lumières si- tuées sur l'autre, une valeur approximativement égale à. celle du rapport des volumes des chambras de combustion
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correspondantes. Ce choix du rapport suppose des fractions égales de la. puissance rapportée à l'unité de volume de la chambre de travail des deux moitiés de cylindre pour les deux moitiés du cylindre.
La chambre de combustion tra.. versée par la tige de piston présente toutefois, une forme défavorable pour la combustion, les pertes de chaleur par refroidissement des diverses parois et de la tige de piston sont notablement plus grandes, étant donné que, pour l'uni- té de volume de la chambre de combustion, il existe des pa- rois réfrigérantes beaucoup plus grandes que dans la partie qui n'est pas traversée par la tige de piston. En outre, dans le but de protéger les presse-étoupe contre des dété- riorations, il faut aussi que ces organes soient beaucoup plus fortement refroidis que les parois ordinaires des cy- lindres.
La puissance afférente à l'unité de volume de la chambre de combustion inférieure est cependant 'beaucoup plus petite que la puissance afférente à l'unité de volume de l'autre chambrede travail, qui n'est traversée par aucune tige de piston.
Dans la chambre de combustion traversée par la. tige de piston il se produit donc, en plus de la diminu- tion de puissance qui résulte déjà de la dimipution de vo- lumede le chambre de combustion par la tige de pie ton, une perte de puissance due eu fait que, en raison des dimensions incorrectes ces lumières, la détente dans le cylindre est interrompue trop tôt etla dépense on air de balayage est trop Grande par rapport à la puissance qu'il estpossible d'obtenir.
En plue de la perte de puissance, il se produit, par suite du trop grand excès d'air de balayage, une consom- mation trop grande en combustible, ce ,qui diminue fortement le rendement du moteur.
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L'invention a trait aux moteurs à combustion in-
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terne à deux temps et à uo.u. ile effet munis de lumières d'ad- mission et :'.'';;cL8.l-.:.;cr::cr.t et ;'<::'c.,c 1=ns le ii:it que l'ou- verture cv. o-we¯o:: <....1J. ter.ps 1!e:' urité de volume v,6E lumiè- res pour la C1H...!t"'tr'(. de combustion traversée piz. 1z# tige de piston est inférieure a, l'ouverture en fonction du temps par unité ae volume c..es lu::ivres pour 1'autre, chambre de com- bustion d'une quantité telle que, par ce moyen, non seule- ment on tient corcpte d'une :::,.,ière connue de l'influence de 12 tie c piston, dont l'effet est de diminuer le volu- me d'une uex chambres àe cambuslioi-i, mais encore qu'on adap- 'ce aussi les conditions thermiques inBi que les conditions thermiques c.' éeoule:;
xela et c..e distribution c!. l'état codifié par le). tige de pistor .
L'invention scia expliquée ci-après à l'aide de
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divers diagrammes et d'un inoc-e as realisution représenté schématiquel11ent.
Les figures 1 et 2 sont oefj aiara.mrnes des ouver- tures d'acuilission e-i ù'e(;lppt..1JJent, r":a,oxweées à l'unité de volume de la chambre de travail, d'un moteur à combustion
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interne à double effet dont la uistritution est réalisée de la façon usuelle par aes lumières, en fonction de l':¯Jle de la manivelle ou du temps.
La figure 3 représente un exemple de réalisation en coupe longitudinale.
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Les i'iéures 4 et 5 montrent les diagrammes -- dé- terminant pour l'exemple de réalisation selon la figure 3 --
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des opérations de balayage, c':ârwssion et d'échappement.
Dams les diagrammes on a porté en abscisses le temps t, qui est équivalent à l'angle de la manivelle dans
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le cas l.' elll e:.br.' ,.c tours invariables. Les ordonnées F V
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représentent les ouvertures d'admission ou d'échappenent découvertes par le piston ou per un autre organe de distri- buticn à tout instant ou angle de manivelle et rapportées à l'unité de volume de la chambre de combustion correspon- dante. Par conséquent, les aires limitées par les courbes représentent l'ouverture en fonction du temps, par unité t de volume, soit F dt , F désignant la section et V le volume.
V
Les courbes des figures' l et 2 sont casées sur un moteur à combustion interne a deux temps et à double effet muni des lumières d'admission et d'échappement usuel- les commandées par le piston seul. La hauteur des lumières d'échappement est, d'une marière connue, choisie plus gran- de que celle des lumières d'admission, en conformitéavec des conditions de prescion. L'air de combustion est intro- duit par les lumières d'admission dans les chambres de com- bustion du moteur.
Dans la course montante du piston, celui- ci ferme les lumières d'admission et commence à comprimer l'air de combustion emprisonné dans la chambre de travail.
Au voisinage du point mort auquel les lumières sont fermées par le piston, un combustible quelconque est introduit dans l'air de combustion fortement comprimé, ce combustible étant enflammé soit uniquement par la. chaleur de compression, soit à l'aide de dispositifs auxiliaires spéciaux.
Dans la. course de détente ou motrice succédant à la. course de compression, les gez de combustion se détentent en abandonnant au piston l'énergie qu'ils renferment. Aux- sitôt que le piston commence à découvrir les lumières d'é- chappement, les gaz de combustion s'échappent de la chambre de combustion et, apres que les; lumières d'admission ont @ aussiété découvertes 9'l le piston, ces gaz sont encore
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complètement balayés hors de la clambre de travail par l'air de balayage entrant par ces lumières.
L'air de ba- layage ou decombustion qui se trouve maintenant dans la chambre de combustion est, après que les lumières d'admis- sion puis les lumières d'échappement ont été obturées par le piston, ce nouveau comprimé, après quoi le même cycle recommence.
Les courbes 1 et 3 représentées par des traits pleins dans les figures 1 et 2 ont trait à la chambre de combustion qui n'est pas traversée par la tige de piston, tandis que les courbes en traits mixtes 2 et 4 correspon- dent à l'autre chambre, traversée par la tige de piston.
Les points morts correspondants à ces cycles des deux cô- tés des cylindres sont décalés de 180 de l'angle de mani- velle l'un par rapport à l'autre perida.nt le fonctionnement du moteur, mais, pour rendre le dessin plus clair, on a supposé que ces points coïncident au point commun TP.
Aux points A3, A (figure 2) , commence l'ouvertu- re, par le piston, des lumières d'échappement dont la sec- tion de passage momentanée, rapportée à l'unité de volume de la chambre de combustion est représentée par les cour- bes 3, 4, de sorte que les gaz de combustion peuvent s'é- chapper de la chambre de combustion et passer dans le ca- nal d'évacuation. L'échappement préalable dure des points A3, A au point 0 auquel l'ouverture (A1 ou A2, figure 1) des lumières d'admission d'air commence.
La section d'ou- verture (en lumières d'échappement -- rapportée à l'unité de volume -- atteinte au point 0 est choisie telle que, dans le temps qui s'écoule entre A3 (ou A4) et 0, la pres- sion des gaz d'échappement que renferment les chambres de combustion est tombée au moins à la pression de l'air de
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balayage, dane le but d'empêcher un retour des gaz de com- bustion dans les canaux à. a.ir de balayage.
Bien entendu, après le point 0, la section des lumières d'échappement peut encore augmenter jusqu'à, ce que, après que les lumiè- res ont été complètement découvertes par le piston, cette sectionnait atteint la valeur o3 (ou o4).
L'ouverture des lumières d'admission qui commen.. ce aux points A1 ou A , commence le balayage de la chambre de combustion, dans le but de refouler complètement hors de cette chambre les gaz de combustion qu'elle renferme encore.
Les sections des ouvertures d'admission sont repré- sentées par les courbes 1 et 2, les lumières d'admission atteignent le? maxima. o1, o2 qui ont la même valeur dans le cas présent. Apres que le point mort a été dépassé, les actions de belayage et d'échappement s'effectuent d'une façon symétrique et conforme à la symétrie du cylindre mo.. teur et du cercle de manivelle, mais en sens inverse, de sorte que, au point Z1 ( ou Z2), le balayage est interrom- pu par la fermeture des lumière*: d'admission, de même que, au point Z3 ( ou Z4), les lumières d'échappement sont fer- mecs, après quoi la compression de l'air de combustion in- troduit dans le cylindre commence.
Suivant cette représentation graphique, la sur. face limitée par la courbe 1. ( ou 2) et l'axe des abscis- ses dans la figure 1 représente la partie de l'ouverture en fonction du temps afférente à l'unitéde volume de la chambre de combustion pour l'admis si on d'air, et la surfa- ce limitée par la courbe 3. ( ou 4 ) et l'axe des abscisses dans la figure 2 représente la. partie de la section d'é- chappement afférente à l'unité de volume de la chaire de combustion pour l'échappement des gaz de combustion.
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Suivant l'invention, la partie de l'ouverture en fonction du temps der lumières d'échappement (courbe 4) qui correqppond à l'unité de le chambre de combustion traversée par le tige de piston estchoisie plus petite
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eue lc, partie de 1 ae:t.cr. d.' éch'1'::T,CT.;cUt desdites luraië- res (courbe 3) corrcrpondante à l'unité é.e 11, ci=r<=1-bre de combustion çui n'est p.s traversée 1'C'r le. tige de piston.
Par ces dimensions des sections d'échappement, on obtient cet avantage que, dans la chambre de combustion qui est traversée par la tige de pistou, les ouvertures d'échap- pement ne sont pas ouvertes trop tôt, ce qui empêche un échappement prématuré des gaz fortement comprimés et sus- ceptibles de céder encore du travail au piston, et on évi- te ainsi la perte de puissance supplémentaire qui en ré- sulterait, le supplément de travail étant transmis au vile- brequin du moteur.
Les conditions lcs plus favorables pour la cham- bre de combustion se présentent alors lorsque l'excédent d'air de balayage est adapté à la puissance produite dans
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les chambres de combustion C01'1'cf.:pondalltes et rapportées à l'unité de volume. Comme cette puissance de la chambre de combustion traversée par la tige de piston est plus faible que dans l'autre, mais que la partie des ouvertu- res d'admission correspondante à l'unité de volume est choisie la même pour les deux chambres de combustion (cour- bes 1¯ et 2, figure 1),
l'excédent plus faible d'air de balayage est obtenu par une pression de balayage plus fai- ble en amont des lumières d'admission correspondantes pour la chambre de combustion traversée par la tige de piston.
Au lieu d'appliquer pour l'une des chambres de combustion une pression de balayage plus faible que pour
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l'autre, on peut, bien entendu, appliquer la même pres- sion de balayage pour les deux chambres et, suivant l'in- vention, compenser l'excédent plug élevé d'air de balaya- ge dans la chambre de travail non traversée par la tige
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de piston pax une admission c01:1:;lér,')entaire d'air de balaya. ge ou par une admission d'air sous une pression plus éle- vée.
A cet effet, on ouvre des ouvertures d'admission d'air de balayage spéciales au point B (figure 1), pendant ou après la.. fermeture des lumières d'échappement de la chambre de combustion non traversée par la tige de piston, en soulevant un organe de distribution, par exemple une soupape, qui laisse pénétrer dans le cylindre l'air com- plémentaire ou l'air comprimé, jusqu'au moment où ledit organe est de nouveau fermépar le piston en C.
Les aires limitées par les courbes 1., 5 et 3 dans les figures 1 et2 représentent alors les portions des ouvertures en fonction du temps correspondantes à 1' unité' de volume pour la chambre de combustion non traver- sée par la tige de piston; etles aires limitees par les courbes 2 et 4 représentent alors la portion de l'ouvertu.. re en fonction du temps correspondant à l'unité de volume de la chambre de combustion traversée par la tige de pis- ton. Suivant l'invention, la surface enveloppée par la courbe 2 (ou 4) dessinée en traits mixtes est plus petite que celle enveloppée par les courbes 1. et 5 (ou 3) dessi- nées en trait plein.
On amène l'air de balayage au cylindre 20 du moteur à combustion interne représenté dans la figure 3 et auquel correspondent les courbes des figures 4 et 6 par un tuyau 21 relié au cylindre moteur 20 etl'on évacue les gaz de combustion du cylindre par le canal d'échappement 22. Le piston 23, représenté en trait plein dans la posi- @
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tion de point mort inférieur, découvre pour la chambre de combustion supérieure 24 la rangée de lumières d'admission non commandées 25, la rangée de lumières d'admission commandées 26 et la rangée de lumières d'échappement 27,
Les résidus de gaz d'échappement que renferme encore la chambre de combus- tion supérieure 24 sont expulsés par l'air de balayage péné- trant directement par les lumières 25 et par l'intermédiai- re du clapet de retenue 28 et passent par les lumières d'é- chappement 27 dans le canal d'échappement 22,
Dans la position de point mort supérieure du pis- ton supérieur 23 position dessinée en traits mixtes, les lu- mières d'admission 25 non commandécs, les lumières d'admis- sion 30 commandées à l'aide d'un clapet 29 et les lumières d'échappement 31 sont découvertes de la même façon pour la chambre de combustion inférieure traversée par la tige de piston 32.
Les lumières d'udmiesion 25, 26 et 30, de même que les, lumières d'échappement 27 et 31 sont disposées symétri- quement par rapport au plan 1-1 perpendiculaire à l'axe du cylindre, La position de point mort inférieur représentée par des traits pleins et la. position de point mort supérieur représentée par des traits mixtes sont toutefois disposées symétriquement par rapport à un autre plan 11-11.également perpendiculaire à l'axe du cylindre, les deux plans de sy- métrie I-I et II-II étant disposés parallèlement à un écarte- ment u.
On obtient ainsi ce résultat que, suivant l'invention, la portion de l'ouverture en fonotion du temps rapportée à l'unité de volume est plus petite pour la chambre de combus- tion inférieure que pour la chambre de travail supérieure 24.
Pour le côté supérieur, les lumières d'admission d'air commandées 26 sont déjà découvertes au point A- de la figure 4, mais comme la pression des gaz de combustion dans
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le cylindre empêche une ouverture des clapets de balayage 28 stués en amont, il ne pénètre pas encore d'air dans le cy- lindre. Les lumières d'échappement correspondantes 27 son% ouvertes au point A10 de la figure 5. Au point 0, lord.que la pression régnant dans le cylindre a diminué suffisamment, s'effectue l'ouverture tant des clapets de balayage 28 des tinés aux lumières 26 que des lumières 25.
Au point Z8 s'effectue la fermeture des lumières 26. pendant que le balayage continue par les lumières d'admission d'air 26, jusqu'à la fermeture des lumières d'échappement, en Z10.
Jusqu'au point 26, ces lumières d'admission d'air 26 sont alors encore ouvertes, de sorte que, dans le temps qui s'écoule entre ZIO et 26, il s'effectue un remplissage com- plémentàire de la chambre de combustion 24.
Les processus correspondants de balayage, d'admis- sion et d'échappement effectuées par len lumières d'admis.. sion d'air 25 et 30 et les lumières d'échappement 31 pour le côté inférieur du cylindre sont représentées d'une ma- nière correspondante dans les figures 4 et 5 par les cour. bes 7, 9 et 11 marquées en trait mixte. Leur forme est la même que celle des courbes 6, 8 et 10 marquées en trait plein.
Toutefois, suivantl'invention, les surfaces limitées par les courbes en trait mixte (7, 9, 11) correspondant à la chambre de combustion inférieure, traversée par la tige de piston, et par l'axe des abscisses, lesquelles surfaces représentent la portion de l'ouverture en fonction du tempe rapportée à l'unité de volume, sont choisies plus petites que les surfaces correspondantes enveloppées par les cour- bes marquées en trait plein et les axes des abscisses, les quelles surfaces s'appliquent à la chambre de combustion qui se trouve sur le côté supérieur du cylindre.
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Le cas échéant, les plans de symétrie des lumières et les deux positions de point mort du piston pourraient en. core coïncider, Dans ce cas, la plus petite portion de l'ouverture en fonction du temps rapportée à l'unité de vo- lume de la chambre de combustion traversée par la tige de piston, par rapport à la portion de l'ouverture en fonction du temps, portion rapportée à l'unité de volume de la cham- bre de combustion non traversée par la tige de piston, est obtenue par la plus petite vitesse de piston déterminée dans une des positions de point mort par la longueur limitée de la bielle par rapport à l'autre position de point mort.Bien entendu, les lumières d'admission peuvent aussi être formées et disposées d'une manière quelconque dans le but d'obtenir, pour une des chambres de combustion,
une portion--rappor-- tée à l'unité de la chambre de combustion-- de l'ouverture en fonction du temps plus petite que pour l'autre chambre de travail. Le cas échéant, les lumières peuvent être ou- vertes et fermées d'une manière appropriée par des organes commandés, dans le but d'effectuer une admission complémen- taire, d'empêcher que les ga d'échappement puissent s'échap- per dans les canaux à air de balayage ou d'obtenir d'autres conditions d'ouverture particulières.Le cas échéant, des lumières déterminées peuvent être opérantes pour le côté supérieur aussi bien que pour le côté inférieur du cylindre.