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Moteur à combustion interne.
La présente invention concerne les moteurs à combustion interne, et elle a plus particulièrement pour objet un procédé et un dispositif pour surcharger un moteur afin d'accroître son efficacité volumétrique, ainsi que divers perfectionnements constructifs ; elle porte en outre sur un procédé et un dispositif servant à empêcher la perte de charge dans un moteur comportant des orifices d'admission et d'échappement ouverts en même temps.
Conformément à l'invention, la charge devant être comprimée dans un espace de combustion (qu'il s'agisse
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d'un mélange carburé ou d'air dans lequel le combustible liquide est injecté après compression dans l;'espace de com- bustion) est distribuée à l'espace de combustion sous-, une pression supérieure à la pression atmosphérique, pour '$ \ accroître de ce fait l'efficacité volumétrique et par là même le débit de force d'un moteur ayant un déplacement donné.
L'invention prévoit à cet égard un dispositif de sur- charge commandé par l'échappement à haute pression de manière à ne pas contaminer la charge fraîche par les gaz d'échappement brûlés, L'invention s'étend en outre à un dispositif grâce auquel les gaz d'échappement sont balayés hors du système d'alimentation après avoir rempli leur fonction qui consiste à engendrer la pression de distribu- tion au moment du chargement dans l'espace de combustion.
L'espace ou chambre de combustion dont il s'agit ici affecte la forme d'un cylindre à deux temps comportant des orifices d'admission et, d'échappement commandés par une pièce mobile entraînée par l'explosion, telle qu'un piston, mais l'invention n'est pas limitée à ces types ordinaires de moteurs tels que celui représenté.
Dans la mise en oeuvre de l'invention, on prévoit un réservoir de charge dans lequel un fluide (soit de lair, soit un mélange carburé) est maintenu sous une pression qui est représentée spécifiquement ici par la compression produite dans le carter à vilebrequin par le piston. Pour engendrer cette pression dans ce réservoir de façon à effectuer le chargement sous une pression supérieure à la pression atmosphérique de l'espace de combustion dans le temps limité permis dans des moteurs modernes à grand rendement, une partie de la pression d'explosai on est @
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déchargée, lorsqu'elle est à son maximum ou approximative- ment à son maximum, contre une colonne de fluide de charge- ment pour la oourse de travail suivante,
de façon à engendrer la pression dans le réservoir et à la décharger dans l'espace de combustion dès que l'admission à celui-ci est ouverte.
Dans la construction représentée, cette admission est ouverte par la continuation du déplacement vers l'intérieur du piston, mais elle peut naturellement être ouverte et réglée par des types connus de soupapes d'admission actionnées par des cames, de la manière habituelle. L'échappement de chargement préliminaire est relié au réservoir de fluide sous pression de toute manière désirée et, comme représenté ici, par un canal d'échappement prévu dans le cylindre, qui est découvert par le piston avant que ce dernier décou- vre l'échappement principal, qui se produit dans un type ordinaire de moteur à deux temps un peu avantla fin de la course du piston vers l'intérieur.
L'invention, soit conjointement au surchargement, soit indépendamment de celui-ci, empêche la perte de charge dans un moteur ayant des orifices d'admission et d'échappe- ment s'ouvrant en même temps. Ceci est effectué en chargeant l'espace de combustion et en injectant ensuite du gaz dans l'espace de combustion près de l'orifice d'échappement et contre la charge avant la fermeture de l'orifice d'échappe- ment, grâce à quoi les gaz injectés sortent par l'orifice d'échappement et frappent la charge fraîche pour l'écarter @ de cet orifice. Dans la construction représentée, le gaz injecté est du gaz d'échappement à haute pression qui est capté sur une explosion précédente et qui est réinjecté dans l'.espace de combustion.
Le fond de piston ou organe
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entraîné par l'explosion est conformé de façon à diriger ce gaz ramené à travers l'orifice d'échappement avant que cet orifice soit fermé pendant la course de compression.
L'invention porte aussi sur divers autres perfectionne- ments et combinaisons d'organes qui'ressortiront de la des- cription détaillée des dessins annexés.
Fig.' l est une élévation latérale montrant la disposi- tion des cylindres, des chambres de surchargement, des tuyaux d'échappement, du souffleur et de la distribution de combus- tible dans un moteur conforme à l'invention.
Fig. 2 est un plan de dessous montrant les principaux tuyaux d'échappement et les communications de la distribution de combustible au tuyau d'admission.
Fig. 3 est un plan de dessus montrant la disposition des chambres de surchargement et du tuyau d'échappement associé à elles.
Fig. 4 est une coupe verticale du souffleur, suivant la ligne 4-4 (fig. 5).
Fig. 5 est une coupe longitudinale passant par le carter à vilebrequin et le souffleur, suivant la ligne 5-5 (Fig. 3).
Fig. 6 est une coupe transversale suivant la ligne 6-6 (fig. 3) montrant les pistons de cylindres opposés à l'extré- mité de la course vers l'intérieur ou course de travail.
Fig. 7 est une coupe transversale suivant la ligne 7-7 (fig. 6) montrant les communications allant des orifices d'échappement d'un cylindre à la chambre de surchargement associée.
Fig. 8 est une vue en perspective partielle du vile- brequin et de disques portés par lui.
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Fig. 9 est une coupe transversale passant par le carter à vilebrequin, prise suivant la ligne 9-9 (fig. 5) montrant la paroi percée coopérant avec le disque percé de la fig. 8.
Fig.. 10 est un schéma du dispositif d'étranglement des chambres de surchargement et de l'alimentation en combustible.
Fig. 11 est une coupe partielle d'une chambre servant à capter des gaz d'échappement pour empêcher la perte de charge, qui n'est utilisée que lorsque le surchargement n'est pas désiré.
Fig. 12 est une coupe suivant la ligne 12-12 de la fig. Il.
Fig. 13 est un schéma de l'installation d'allumage.
Fig. 14 est une vue de détail montrant une construc- tion modifiée de bougie d'allumage.
Le moteur représenté est constitué par un carter à vilebrequin 1, supportant des cylindres 2,2', disposés sur les côtés opposés du vilebrequin 3 et comportant des culasses 4,4'. Des pistons creux à mouvement alternatif 5,5' sont reliés au vilebrequin 3 par des bielles 6,6' comportant des manchons de maneton 7 à roulement à rouleaux.
Le moteur est convenablement entouré de chemises d'eau et muni d'orifices d'admission et de sortie d'eau 8,8' et 9,9', ainsi que des tuyaux 10,10' (figs. 1, 3 et 6).
Le moteur représenté comporte trois paires de cylindres opposés, mais tout autre nombre convenable de cylindres peut être utilisé. En conséquence, le cylindre 2 représente tout cylindre placé à gauche du carter à vilebrequin dans la fig. 6 tandis que le cylindre 2' représente le cylindre correspondant placé à droite du carter à vilebrequin.
Etant donné que la construction et le fonctionnement sont @
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les mêmes pour ces deux cylindres, la majeure partie de la description sera limitée au cylindre 2 et aux pièces y associées se trouvant à gauche du carter à vilebrequin.. dans @ la fig. 6, tandis que les numéros primes correspondants désignent les pièces correspondantes associées au cylindre 2'.
Le cylindre 2 comporte une rangée d'orifices d'admis- sion 12 destinés à être ouverts et fermés par le piston 5.
Ces orifices d'admission sont reliés à un by-pass ou canal de dérivation 13 dont l'autre extrémité se termine dans des orifices 14 débouchant dans l'extrémité inférieure du cylindre. Ces orifices 14 sont destinés à coïncider avec les orifices d'admission 15 prévus dans le piston pour transmettre la charge (qui est, dans le cas de ce moteur, un mélange carburé) du carter à vilebrequin au cylindre de travail par le by-pass 13 et les orifices d'admission 12.
La chicane descendante portée par le piston, qui descend des orifices 15 vers le palier d'axe, a pour rôle de refouler l'huile de lubrification hors du mélange de chargement et de lubrifier le palier d'axe,comme décrit plus loin.
Le cylindre 2 présente aussi une rangée d'orifices d'échappement principaux 16 placés sur le côté opposé aux orifices d'admission 12. Ces orifices d'échappement commu- niquent avec le tuyau d'échappement principal 17 et sont destinés à être ouverts et fermés par le piston 5. Le cylin- dre 2 comporte aussi des orifices d'échappement 18 qui sont, de préférence, pratiqués en face l'un de l'autre dans la paroi du cylindre, qui sont de plus petite section que les orifices d'échappement principaux 16 et qui sont destinés à être ouverts à peu près au même moment que les orifices
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16 ou légèrement avant eux.
Les orifices d'échappement 18 peuvent être faits en perçant ou en formant autrement des canaux verticaux 19 dans le bloc moulé du cylindre, tangentiellement au cylindre
2 et en les coupant sur les côtés opposés, en donnant aux canaux 18 un contour elliptique (figs. 6 et 7). Les canaux
19 contiennent de minces chemises métalliques tubulaires 20 comportant des trous elliptiques qui coïncident avec les 'orifices d'échappement 18. Les extrémités inférieures des chemises de garnissage intérieures 20 s'emboîtent étroite- ment dans des canaux 19, en maintenant les chemises par friction en place, tandis que les paries supérieures se trouvant près et au-dessus des orifices 18 s'emboîtent li- brement dans les canaux, en permettant aux chemises de se dilater sous la chaleur de l'échappement.
Les chemises peu- vent être retirées pour le nettoyage en introduisant un outil par l'extrémité inférieure, en serrant le crochet 25 formé dans l'extrémité inférieure de la chemise, en faisant tourner la chemise et en la tirant à travers le canal. Les chemises sont, de préférence, en matière mince résistant à la chaleur, telle qu'acier au chrome ; lorsqu'elles sont maintenues suffisamment chaudes pour brûler du carbone, elles nécessitent rarement un nettoyage. Les extrémités supérieures des canaux chemisés 19 sont reliées par des tuyaux 21 à une extrémité de la chambre de surchargement
22 pour surcharger le cylindre 2, comme décrit ci-après, , tandis que les extrémités inférieures des canaux 19 compor- tent .des soupapes 23 de décompression munies de ressorts
24 et destinées à relier les canaux au tuyau d'échappement
17.
Ces soupapes 23 agissent comme soupapes ,de sûreté et,
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dans le moteur représenté ici, elles sont, de préférence, réglées pour s'ouvrir à des pressions comprises--entre 15 et 20 livres.
Avant de décrire le surchargement, on va déorire la construction des diverses chambres de compression se trou- vant dans le carter à vilebrequin et le mécanisme servant à charger ces chambres de compression. Le carter à vilebre- quin comporte des parois antérieures percées 26, 27, 28, 29, 30 et 31 qui séparent chaque paire de cylindres opposés des paires adjacentes de cylindres opposés (fig. 5).
Par exemple, des parois percées de canaux 26 et 27 sont disposées sur des côtés opposés des cylindres opposés 2 et 2' et séparent en conséquence cette partie du carter à vilebrequin des cylindres restants ; tandis que des parois percées de canaux 28 et 29 sont placées sur des côtés opposés de la paire sui- vante de cylindres opposés et que des parois percées de canaux 30 et 31 sont placées sur des côtés opposés de la dernière paire de cylindres opposés se trouvant à gauche de la fig. 5. Ces parois comportent chacune un canal arqué 32 (figs. 6 et 9).
Le vilebrequin 3 est monté dans des paliers à rouleaux 33 et porte des disques percés 36, 37, 38, 39, 40 et 41 qui sont usinés avec précision pour établir un contact de joint étanche avec les parois respectives 26 et 27 percées de canaux. Ces disques comportent chacun un canal arqué 42 établi pour coopérer avec le canal 32 dans les parois respectives 26, 27, etc. Etant donné que les pistons 5 et 5' de cylindres opposés 2 et 2' travaillent en synchronisme, le canal 42 du disque 36 ouvre le canal 32 de la paroi 26 en même temps que le canal 42 du disque 37 ouvre le canal 32
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de la paroi 27. La paire suivante de pistons opposés tra- vaille également en synchronisme (bien que décalée par rapport aux pistons 5 et 5') de sorte que les disques percés
38 et 39 ouvrent les parois percées 28 et 29 en même temps.
Il en est de même des autres disques et parois percés.
Les parois et disques percés décrits ci-dessus divisent le carter à vilebrequin en chambres de compression séparées pour les diverses paires de cylindres opposés. Autrement dit des parois percées 26 et 27 coopèrent avec des disques percés
36 et 37 pour former une chambre de compression 43 desser- vant des cylindres 2 et 2', tandis que des parois percées
28 et 29 coopèrent avec des disques percés 38 et 39 pour former une chambre de compression séparée 44 desservant la paire adjacente de cylindres opposés, et ainsi de suite, trois chambres de compression séparées étant prévues dans le moteur représenté.
Dans le mode de réalisation préféré de l'invention, le vilebrequin 3 porte aussi des disques de transmission non percés 45, 46 et 47, qui sont disposés concentriquement dans les chambres de compression respectives, bien qu'ils ne soient pas en contact de joint étanche avec leurs parois.
Ces disques particuliers peuvent être remplacés par des bras de manivelle.ordinaires., sans changer le fonctionne- ment du moteur, mais on préfère les disques parce qu'ils accroissent le rendement du moteur en réduisant la section des chambres de compression et en augmentant de façon @ correspondante le degré de compression dans le carter à vilebrequin, en permettant une distribution plus rapide et uniforme de la charge dans les diverses chambres de compression, en augmentant l'efficacité de surchargement
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et en supportant des organes de lubrification des manetons, comme décrit plus loin. @
Le moteur comporte un souffleur d'accélération '53, @ qui distribue de l'air par un conduit 54 et des branchements 55 à deux carburateurs 56 (figs. 1 à 3).
Ces carburateurs sont munis de tuyaux de sortie 57 reliés aux côtés opposés d'un tuyau d'admission allongé 58. Ce tuyau comporte des canaux d'admission courbes 59 et 60 venant de tuyaux 57 et débouchant dans des directions opposées dans la partie cen- trale 61 ; il comporte aussi des canaux divisés 63,et 64 placés à chaque extrémité et courbés vers le haut pour assurer la communication avec des tuyaux de branchement 65, qui peuvent être faits d'une seule pièce avec le tuyau 58, mais qui sont représentés ici sous la forme de pièces moulées séparées. Des tuyaux de branchement 65 exactement sembla- bles comportent des canaux courbés en sens inverse analogues 66 et 67, qui montent des canaux respectifs 63 et 64 dans le carter à vilebrequin (figs. 5,6 et 9).
Etant donné qu'il y a deux tuyaux de branchement 65 et que chacun d'eux comporte respectivement deux canaux 66 et 67, un total de quatre canaux de distribution dessert les trois chambres de compression contenues dans le carter à vilebrequin. Les communications allant au carter à vilebre- quin sont bien représentées dans la fig. 5. En examinant le tuyau de branchement 65 placé à droite de la fig. 5, on voit que le canal 66 débouche dans l'extrémité du carter à vilebrequin adjacente à la paroi percée 26, tandis que le canal 67 débouche dans la partie du carter à vilebre- quin située entre les parois percées de canaux 27 et 28.
En examinant le tuyau de branchement placé à gauche de @
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la fig. 5, on voit que le canal 66 débouche dans la partie du carter à vilebrequin située entre les parois percées de canaux 29 et 30, tandis que le canal 67 débouche dans l'extrémité du carter à vilebrequin adjacente à la paroi 31 percée de canaux.
Le chargement uniforme est imporant, que la charge soit un mélange carburé ou seulement de l'air, mais l'uni- formité est plus difficile à atteindre avec un mélange carbura, parce que les particules de combustible (jamais complètement vaporisées) sont projetées au dehors par la force centrifuge, si on fait tourner le mélange autour d'angles vifs et le mélange varie aussi s'il passe par des canaux inégaux dans son trajet le conduisant aux diver- ses chambres de compression. Conformément à l'invention, les canaux ménagés dans le tuyau 58 et les tuyaux de bran- chement 65 sont oourbés de façon égale et proportionnés de façon à diviser le mélange uniformément et à forcer tous les courants à parcourir la même distance, par des courses de même forme et grandeur.
Ces canaux impriment à toutes les parties du mélange un mouvement tourbiolnnant uniforme et distribuent le mélange de façon uniforme à toutes les chambres de compression sous la pression du souffleur 53.
De même, grâce à cette construction, le courant à grande vitesse venant du souffleur fonctionne comme matelas amor- tisseur au cas où un retour de flammes se produit dans le tuyau d'admission. le souffleur peut avoir toute construction capable de maintenir raisonnablement sa courbe de pression aux vitesses variables mais un souffleur centrifuge à deux étages (figs. 4 et 5) est à préférer parce qu'il présente ici
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un certain nombre d'avantages importants. Dans le mode de réalisation représenté, cette enveloppe de souffleur com- porte une plaque intérieure 69'montée sur le bâti du'moteur, @ une plaque extérieure 70 portant un entonnoir d'admission d'air 71 et une bride périphérique annulaire 72, qui est serrée entre les deux plaques à l'aide de boulons d'assem- blage 73.
Le vilebrequin 3 traverse le centre de la plaque 69 et porte un disque ou rotor 74, qui-est fixé au vile- brequin par le moyeu 75 et l'écrou de blocage 76. Ce disque 74 est placé dans le même plan que la bride 72 et les¯bords périphériques adjacents du disque et de la bride sont bi- seautés et en étroit contact tournant l'un avec l'autre, du fait qu'ils sont séparés par une fente annulaire inclinée vers l'extérieur en direction de la périphérie de la plaque 69 et qui est large d'environ Omm8.
La plaque extérieure 70 du souffleur est conformée pour former une chambre spirale plate 78, dont. la section augmente dans le sens des aiguilles d'une montre (vu dans la fig. 4) ce qui est le sens de rotation du disque 74 ; elle se termine à sa grande extrémité par un canal descen- dant 79, qui rencontre un canal descendant correspondant 80 de la plaque 69. La bride 72 comporte une partie descen- dante évidée 81, destinée à s'ajuster à la jonction des canaux 79 et 80. Le canal 80 s'ouvre dans la partie centrale de la plaque 69, près du moyeu. La plaque 69 est également conformée pour constituer une chambre spirale plate 82, dont la section grandit dans le sens des aiguilles d'une montre (vu dans la fig. 4) et se termine à sa grande extré- mité dans un tuyau descendant 83, qui est relié au conduit à air 34 menant aux carburateurs.
@
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Plusieurs pales d'hélice 85 sont montées sur les deux côtés d'un disque 74. Ces pales sont en contact raisonna- blement étroit avec les parois en cuvette des plaques res- pectives 69 et 70 et s'étendant jusqu'au bord périphérique du disque 74. La.bride fixe 72 porte une série d'ailettes courbes 86 sur les deux côtés ; ces ailettes adjacentes à la périphérie du disque 74 sontcourbées pour diriger le jet d'air radial à travers les chambres spirales78 et 82.
La bride 72 comporte aussi une chicane courbe 87 adjacente à la grande extrémité de la chambre 78 pour diriger le et d'air à travers les canaux 79 et 80.
De l'air frais entre par le côté à basse pression du souffleur, par l'ouverture de l'entonnoir 71, qui est de préférence couverte d'un tamis à mailles fines 88, pour em- pêcher la crasse d'entrer. L'air aspiré à l'intérieur par les pales d'hélice du premier étage est mis en tourbillon vers l'extérieur dans une direction radiale et refoulé à travers la chambre spirale 78 à une grande vitesse, par conséquent à travers les canaux 79 et 80 jusqu'au centre du côté à haute-pression du souffleur, où il est saisi' par les pales d'hélice du second étage et mis en tourbillons à travers la chambre spirale 82, le tuyau de sortie 83, le conduit d'air 54 et des tuyaux de branchements 55 dans les carburateurs 56.
Les pales d'hélice 85 de chaque étage sont calées selon des angles calculés pour engendrer la vitesse d'air maximum, Dans le mode de réalisation représenté, les pales du pre- mier étage sont approximativement tangentes au centre de rotation, tendis que les pales du second étage sont plus proches de la tangente au moyeu ; leurs extrémités inté-
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rieures 89 s'inclinent progressivement vers le moyeu, pour attraper l'air et accélérer la vitesse.
La fonction de la fente inclinée disposée entre une bride 72 et le disque @ 74 est analogue à celle d'un tube de Venturi, de l'air venant du premier étage étant emprisonné dans cette fente, mis en tourbillon par la rotation du disque et injecté contre l'air à plus haute pression se trouvant dans le second étage, en élevant la pression régnant dans le second étage, tout en empêchant les fuites de l'étage supérieur à l'état inférieur.
Le mélange venant des carburateurs passe à grande vitesse par des tuyaux 57 dans le tuyau d'admission 58, où il se divise en quantités égales par des canaux 63 et 64, puis il entre dans le carter à vilebrequin par des canaux 66 et 67 de tuyaux de branchement 65, comme précédemment décrit. De cette façon, le mélange est injecté dans des chambres de compression 43, 44, etc. à grande vitesse, quels que soient les canaux d'admission associés 32, 42 ouverts au point convenable dans le cycle.
On a expliqué que les canaux d'échappement espacé 18 du cylindre 2 débouchent dans des canaux 19 dont les extrémités supérieurs de @ sont reliées par des tuyaux 21 à une extrémité de la chambre de surchargement 22.
Il y a lieu de remarquer (fig. 6) que des éléments analo- gues sont associés au cylindre opposé 2' et désignés par des numéros primes correspondants. Etant donné que la cons- truction et le fonctionnement sont les mêmes pour les six cylindres, il est évident que le moteur à six chambres de surchargement et éléments associés correspondant aux élé- ments déjà décrits et qui vont être décrits relativement
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aux oylindres opposés 2 et 2'.
Les chambres de surohargement reliées 22 et 22' repré- sentées dans la fig. 6 sont affectées aux cylindres de sur- charge 2 et 2'. Ces chambres comportent une cloison horizon- tale centrale commune 90, qui est espacée des bords exté- rieurs de façon à diviser la chambre 22 en canaux supérieur et inférieur reliés 91 et 92, de forme convolutée allongée, et la chambre 22' en canaux analogues 91' et 92'.
A la jonc- tion des canaux supérieurs 91 et 91' se trouve un orifice d'échappement commun 93, qui débouche dans le canal ou tuyau d'échappement 94 qui comporte un entonnoir 95 et est ouvert et fermé par la soupape rotative 96 remportant des canaux 97. La partie centrale 98 de la cloison 90, se trou- vant sous le canal d'échappement 93, est courbée vers le bas pour diriger les gaz des chambres de surchargement par les orifices rétrécis 99 et 99' dans la chambre de compression
43. Le canal de surchargement supérieur 91 comporte une chi- cane verticale 100 près de l'extrémité intérieure, en sépa- rant ainsi les canaux opposés 101 débouchant dans ce canal des tuyaux 21, et en empêchant que les deux colonnes de gaz d'échappement à haute pression s'opposent au cours du sur- chargement.
Les canaux inférieurs 92 et 92' comportent une plaque chicane verticale commune 102, qui divise la charge entre des orifices 99 et 99' à la partie supérieure de la chambre de compression 43 et qui accroît l'efficacité de surohargement.
@ Une soupape tournante 96 est montée sur l'arbre 104 au moyen de clavettes Woodruff 105 s'engageant dans une fente allongée 106 prévue dans la soupape et permettant à celle-ci de se dilater et de se contracter. L'arbre 104
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traverse le moteur et porte deux autres soupapes analogues comportant des canaux disposés pour régler l'échappement des chambres de surchargement des autres cylindres. Cet arbre 104 est monté dans des paliers 107, munis de chapeaux de presse-étoupe 108, et il est entraîné par le vilebrequin 3 au moyen d'un train d'engrenages 109 (fig. 5). Le réglage dans le temps des soupapes tournantes sera décrit plus loin en même temps que le fonctionnement du moteur.
Le piston 5 comporte un déflecteur 110 en forme de bec sur son fond, qui est conformé de façon à présenter des rai- nures peu creuses 112 sur des côtés opposés, en position voulue pour ouvrir les canaux d'échappement 18 (figs. 1 et 7).
Ces canaux 18 sont ouverts pendant un court moment par les rainures 112 au commencement de l'échappement et sont fermés lorsque le piston passe au point mort ; ils sont également ouverts par les rainures 112 pendant un moment lorsque le piston commence la course de compression. On peut faire varier dans de larges limites la grandeur des canaux 18 et les périodes pendant lesquelles ils restent en action, et ils peuvent recevoir des gaz d'échappement pendant la plus grande partie de la chute de pression.
Lorsque les canaux 18 sont ouverts au point d'échappe- ment, un peu de gaz à haute pression passe dans les tuyaux 21 et entre dans la chambre de surchargement 22 par l'ori- fice 101 prévu à l'extrémité intérieure du canal 91. Les chambres de surchargement 22 et 22' ont auparavant été remplies de gaz frais, admis dans la chambre de compression 43 par les canaux conjugués 32, 42 et 32', 42', et de là dirigés par la pression du souffleur dans les chambres de surchargement par des orifices 99 et 99'. A ce moment, @
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le piston descend et ferme le canal d'échappement 18, puis la pression d'échappement régnant dans le cylindre ayant été relâchée par les orifices d'échappement principaux 16 et le piston ayant alors découvert les orifices d'admission 12,
la charge totale de gaz frais se trouvant dans la chambre de compression 43 est transférée au cylindre de travail par le by-pass 13. Cette gharge a une pression initiale suffisante pour surmonter la pression résistante qui reste dans le cylindre et qui peut être modifiée à volonté en réglant les soupapes de relâchement de pression 23. Les mêmes opéra- tions ont lieu au même moment en ce qui concerne le cylin- dre 2'. Les chambres de surohargement 22 et 22'. ainsi que les orifices rétrécis 99 et 99' menant dans la chambre de compression 43, sont construits de façon que les gaz d'échap- pement arrivant, admis par les orifices 101 et 101' aux extrémités supérieures intérieures des chambres de surchar- gement, ne soient pas diffusés dans le gaz frais, mais agissent comme une masse contre toute la colonne de gaz frais.
Lorsque le cylindre est ensuite plus que complètement rempli de gaz frais, il y a une tendance pour que ce gaz frais fuie hors de l'orifice d'échappement 16. Mais ceci est empêché étant donné que lorsque le piston commence sa course vers l'extérieur, les orifices 18 sont de nouveau ouverts par les rainures 112 du piston et, étant donné qu'il règne encore une plus grande pression dans des canaux 19 que dans le cylindre de travail, une partie des gaz d'échap- pement contenus dans ces canaux est injectée en retour dans le.cylindre de travail par les orifices 18.
Le déflec- teur 110 en forme, de bec prévu sur le fond du piston fait écarter les gaz d'échappement et les dirige de façon
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qu'ils frappent la colonne de gaz frais en. l'éloignant des orifices d'échappement 16 et sortent ensuite par--les orifices d'échappement 16 au lieu de gaz frais lorsque le piston commence sa course vers l'extérieur c'est-à-dire sa course de compression.
Lors de sa course vers l'extérieur, le piston couvre les orifices d'admission 12 et a couvert environ les deux tiers des orifices d'échappement 18 lorsque les orifices conjugués 32,42 du carter à vilebrequin s'ouvrent et admet- tent une charge de gaz frais à grande vitesse dans la cham- bre de compression 43. En même temps, les canaux 97 de la soupape tournante 96 ouvrent le canal d'échappement commun 93 à la jonction des canaux de sur chargement 91 et 91', en permettant ainsi aux gaz d'échappement résiduels se trouvant dans les chambres de surchargement de s'échapper par le tuyau d'échappement 94, cette sortie des gaz d'échappement étant accélérée par la colonne de gaz frais qui fait irruption.
Lorsque le piston a terminé sa course vers l'extérieur o'est-à-dire sa course de compression et a parcouru environ 12 mm. vers le bas, les orifices d'admission 32, 42 se ferment et la soupape tournante 96 se ferme également.
Au cours du fonctionnement décrit ci-dessus, le piston couvre de préférence les orifices d'échappement 18 seule- ment après qu'il a découvert environ 30 % de l'orifice d'ad- mission 12.
L'invention prévoit des éléments pour étrangler simul- tanément toutes les chambres de surchargement et pour étrangler la distribution de combustible suivant un réglage relatif dans le temps. Les chambres de surohargement sont ouvertes et fermées au moyen d'un 'tiroir ou grille coulis-
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sante. 114 (figs. 5 et 10) montée entre les extrémités supé- rieures des chambres de compression et le fond des chambres de surchargeaient. Cette grille est munie à une extrémité d'un levier 115 à l'aide duquel elle peut être déplacée vers la droite ou vers la gauche (fig. 5) ;
elle comporte, d'une part, des fentes transversales 116 et 116' destinées à coïncider avec des orifices 99 et 99t prévus à la partie supérieure de la chambre de compression 43 et, d'autre part, des fentes analogues destinées à coincider avec.les orifices prévus à la partie supérieure des autres chambres de com- pression. Dans la position représentée dans la fig. 6, les fentes 116 et 116' coïncident avec les orifices 99 et 99', mais en faisant coulisser la grille vers la gauche (fig. 6) les orifices 99 et 99' peuvent être fermés dans toute mesure désirée, les orifices correspondant des autres chambres de compression étant fermés en même temps.
De cette manière, les chambres de surchargement peuvent toutes être étranglées en même temps ou peuvent être entièrement fermées comme cela peut parfois être désirable pour le démarrage de moteur.
Dans le réglage double représenté en fig, 10, la grille 114 et le papillon 117 du carburateur sont largement ouverts.
Le système inférieur de la fig, 10 est agencé pour fermer la grille 114 avant de fermer le papillon 117 et pour ouvrir celui-ci avant d'ouvrir la grille 114. Pour arrêter l'effet de surchargement, on baisse la poignée du levier 118, ce qui fait tourner ce levier autour de son pivot 119 et fait monter le bras 120, relié au levier par une liaison à tenon et fente 121. Le levier 122, articulé au bras 120 en 123, est ainsi déplacé en sens inverse des aiguilles d'une montre autour de son pivot 124 et le bras 125, qui est
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articulé en 126 à l'extrémité supérieure du levier 122 est ainsi déplacé vers la gauche (fig. 10).
La'-'grille 114 est commandée par le levier 127, qui est articulé au châssis en 128 et qui est reliéeà la grille 114 par une liaison à tenon et fente 129. L'extrémité supérieure du levier 127 porte un piton 130, qui se meut librement dans la fente ou coulisse 131 de l'extrémité du bras 125, et un ressort 132, fixé au châssis du moteur, tend à fermer la grille 114.
En conséquence, lorsque le bras 125 se déplace vers la gau- che, le ressort 132 déplace le levier 127 en sens contraire des aiguilles d'une montre, en amenant ainsi la grille 114 à la position de fermeture complète contre la butée 133.
L'extrémité inférieure du bras 120 comporte ¯une fente 135 dans laquelle est engagé un piton 136 fixé à l'extrémité inférieure du levier 137 commandant le papillon 117 du carburateur. Pendant le mouvement de montée du bras 120, la fente ou coulisse 135 s'élève jusqu'à ce que son bord inférieur attaque le piton 136, moment auquel la grille 114 est complètement fermée, après quoi la continuation du mouvement de montée du bras 120 fait déplacer le levier 137 dans le sens contraire aux aiguilles d'une montre et ferme le papillon 117 du carburateur contre la tension du ressort 138. Pendant la continuation du mouvement de montée du bras 120, le bras 125 continue à se déplacer vers la gauche jusqu'à ce que le bord de droite de la fente 131 attaque le piton 130 du bras 127, qui est déjà venu s'arrê- ter contre la butée 133.
Bien que la fig. 10 ne montre qu'un seul carburateur, il est évident que, lorsqu'on utilise deux ou un plus grand nombre de carburateurs, ils sont tous commandés-par le levier 118, à l'aide du bras 120
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et des transmissions y associées allant aux papillons des carburateurs, comme décrit ci-dessus. Il est également bien évident que le papillon 117 du carburateur n'est jamais complètement fermé, mais qu'il est réglé pour laisser passer une quantité minimum prédéterminée de mélange carburé dans la position dite de fermeture.
Pour ouvrir le ou les papillons de carburateurs 117 et la grille 114, on soulève le levier 118, en abaissant ainsi le bras 120 et en permettant au ressort 138 de faire tourner le levier 137 dans le sens des aiguilles d'une non- tre jusqu'à ce qu'il rencontre la butée 140, moment auquel le ou les papillons 117 sont complètement ouverts. Pendant ce mouvement, le bras 125 se déplace vers la droite, mais, en raison du jeu ménagé entre le bras 125 et le levier 127, le ressort 132 maintient la grille 114 fermée jusqu'à ce que le bord de gauche de la fente 131 attaque le piton 130.
Lorsque ceci se produit, le ou les papillons 117 des car- burateurs étant ouverts, le bras 125 déplace le levier 117 dans le sens des aiguilles d'une montre et ouvre la grille 114. Il est évident que, tandis que la fermeture de la grille 114 arrête le surchargement, elle laisse encore les gaz d'échappement osciller dans les canaux 19,19' et le fond de piston conformé en bec pour empêcher la perte de charge par les orifices d'échappement 16,16'.
Dans le moteur représenté, les chambres de surcharge- ment et les éléments associés, comprenant le tuyau d'échap- pement 94 et le mécanisme à soupapes tournantes, forment un bloc qui est monté sur la partie supérieure du moteur, par exemple à l'aide de boulons 142. Si le surchargement n'est pas désiré, on peut retirer et remplacer le dispositif
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de surcharge par des collecteurs de gaz d'échappement 143 (fig. 11 et 12). Un collecteur comporte une série, de cham- bres 144,145, etc., séparées par des cloisons 146, une. de ces chambres étant prévue pour chaque cylindre.
Dans @ le moteur représenté, le collecteur 143 comporte trois chambres, une pour chacun des cylindres représentés par exemple dans la moitié inférieure de la fig. 3, tandis qu'un autre collecteur analogue comportant trois chambres est prévu pour les cylindres représentés dans la moitié supérieure de la fig. 3. Chaque chambre collectrice comporte (fig. Il) des canaux 19, reliés aux orifices d'échappement
18 d'un cylindre, tandis que les chambres collectrices pla- cées de l'autre côté du moteur comportent des orifices ana- logues placés à l'alignement de canaux 19', qui sont reliés à des orifices d'échappement 18', comme précédemment décrit.
Lorsque le moteur fonctionne, du gaz d'échappement à haute @ pression provenant de chaque explosion est emprisonné dans les chambres 144, 145, etc. et est ramené aux cylindres après chargement, les gaz ainsi ramenés refoulant les gaz frais pour les éloigner des orifices d'échappement 16, puis sortatpar ces orifices de la manière précédemment décrite. Cet emprisonnement et ce retour alternés des gaz - d'échappement, avec ou sans surchargement, produit une économie de 50 à 75 % de combustible vis-à-vis du fonc- tionnement à deux temps habituel.
Les dimensions des cham- bres peuvent varier dans de larges limites dans tout mo- teur donné, mais elles sont de préférence de 20 % ou plus du déplacement des éléments de travail et en tout cas la forme et les dimensions doivent être telles que la vague de gaz d'échappement soit aussi violente que possible dans
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les deux directions sous des conditions de travail normales.
Le procédé décrit ici de division des gaz d'échappement à haute pression sortant d'un ou de cylindres permet de rendre le moteur silencieux sans perte de force appréciable.
En effet, la première vague de gaz d'échappement à haute pression provenant de chaque explosion est projetée contre la charge fraîche dans les chambres de surchargement et l'échappement résiduel se faisant par le tuyau d'échappement 94 se fait en petites bouffées amorties. C'est la première vague de gaz d'échappement qui produit la vive détonation après chaque explosion dans un moteur ordinaire et en con- séquence, avec cette vague rendue silencieuse, l'échappement principal par les orifices d'échappement 16,16' et les tuyaux 17,17' produit beaucoup moins de bruit que jusqu'à présent.
Ce bruit peut être réduit au minimum en reliant des silen- cieux de tout type convenable aux tuyaux d'échappement 17 et 17'. Ces silencieux exercent une réaction minimum qui est surmontée par la pression de surchargement et par la pression des gaz d'échappement qui sont ramenés aux cylin- dres par les orifices d'échappement 18, après chargement.
Les figs. 5, 6 et 8 montrent assez le système de lu- brification pour permettre l'explication de l'invention.
Le dispositif de lubrification des pistons comporte une vis réglable 149 traversant la chambre de surchargement 22 et le by-pass 13, qui comporte un canal à huile transversal 150 près de la paroi de fond inclinée vers le bas de la chambre de surchargement et un canal à huile vertical com- municat 151 débouchant dans le cylindre. Cette vis peut être réglée en retirant le chapeau 152 placé au sommet de la chambre de surohargement. Des vis analogues sont prévues @
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pour chacun des autres cylindres. Il est évident que l'huile de lubrification se trouvant dans le mélange de charge se rassemble dans les chambres de surchargement et descend par des canaux 149 et 150 dans les cylindres et sur les pistons.
Les pistons comportent des rainures à huile supérieures et inférieures 153, qui se terminent près des orifices d'échap- pement 18, de sorte que l'huile emprisonnée dans ces rai- nures s'étend sur toute la surface du piston, descend par les orifices d'admission 15 et est dirigée par la chicane adjacente 154 sur le palier 155 de l'axe-tourillon. L'huile se trouvant à l'intérieur du piston parvient par un ou plu- sieurs petits canaux 157 sur la surface inférieure du cylin- dre ; elle est retenue dans le piston jusqu'à ce qu'elle soit guidée dans ces canaux par l'ailette 158 prévue sur le bord intérieur du piston. La chicane 154 intercepte aussi l'huile projetée à travers le piston par le vilebrequin de même que l'huile amenée par le mélange qui entre, en ren- versant la direction du mélange et en projetant ainsi l'huile hors du mélange.
Les paliers à rouleaux 33 du vilebrequin sont lubrifiés par de l'huile qui est amenée par des canaux convenables dans de petits trous percés dans les têtes de boulons de graisseurs 159 et tombe par des canaux verticaux sur les paliers. Les tourillons ou manetons 161 du vilebrequin sont lubrifiés au moyen de poches ou goutti.ères à huile 162, qui sont montées sur les deux côtés des disques non percés 45, 46 et 47 du vilebrequin (figs. 5 et 8). Ces gouttières comportent des ailes arquées déportées faisant environ un tiers de cercle et sont fixées aux disques-manivelles de toute manière convenable par exemple à l'aide de vis 163.
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Au centre de chaque gouttière arquée 162, un trou à huile
164 est percé dans le disque-manivelle en position voulue pour coïncider avec un trou à huile 165 percé dans le maneton opposé 161 jusqu'à sa périphérie. Le rayon de chaque gouttière arquée 162 est plus court que le rayon du disque sur lequel elle est montée, de sorte que le centre de la gouttière adjacent au trou à huile 164 est plus écarté du centre du disque que tout autre point situé sur la gouttière.
En conséquence, l'huile captée dans les gouttières est pro- jetée par la force centrifuge vers leur centre et par les trous d'huile 164 et 165, en lubrifiant les manetons. L'huile recueillie par les gouttières entre dans le carter à vilebre- quin avec le mélange de chargement et se rassemble sur les disques 45,46 et 47, d'où elle est projetée dans ces gout- tières par la force centrifuge. Le système de distribution d'huile comprend toute pompe appropriée, qui peut être com- mandée par l'arbre 166 relié par un engrenage aux arbres à soupapes 104 (figs. 1 et 5).
Le système d'allumage comprend deux ou un plus grand nombre de bougies d'allumage 168 et 169, qui sont placées dans des évidements situés aux angles de purge de la culasse de chaque cylindre pour permettre au combustible liquide et à l'huile de s'écouler dans le cylindre.
La bougie 168 est, de préférence, un type convenable de bougie "froide" choisi pour ses propriétés de dissipa- tion rapide de la chaleur. La bougie particulière 168 repré- 6 sentée dans les figs. 6 et 13 est une bougie B.G. Hornet
No.4 comportant un petit isolement de mica 170, bien que cette bougie particulière soit représentée simplement pour illustrer le système, car toute autre bougie ayant de bonnes
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propriétés de dissipation de chaleur peut également être utilisée. La bougie 168 s'engage nettement par¯-ses électrodes dans la chambre de combustion de la,culasse du cylindre et est de préférence dirigée vers le centre de l'espace de. com- bustion, de sorte que l'allumage provoqué par cette bougie se propage instantanément dans toute la charge comprimée.
Les parois de la culasse du cylindre sont, de préférence, évasées à partir de l'évidement contenant la bougie vers-le corps du cylindre pour faciliter la propagation de la flamme.
La bougie 169 est, de préférence, choisie pour ses bonnes propriétés isolantes ; la bougie particulière 169 représentée aux fins d'illustration dans les figs. 6 et 13 est une bougie Robert Bosch Midget de 12 mm. comportant un isolateur en porcelaine en forme de cloche 172 qui est un bon isolateur de haute tension. Cette bougie peut naturellement être rem- placée par tout autre type de bougie ayant de bonnes pro- priétés isolantes, telles que la bougie 173 munie d'un iso- lateur en porcelaine allongé 174 représenté dans la fig, 14.
La bougie 169 est protégée dans un évidement 176 come- portant un canal rétréci 177, qui peut être formé par une lèvre surplombante façonnée sur la paroi de la culasse du cylindre et qui relie l'évidement 176 avec la chambre de combustion. Ce canal 177 est, de préférence, établi sous un angle tel que son entrée est adjacente à la paroi com- portant une chemise d'eau ou autrement refroidie du cylindre, ceci étant la région de la chambre de combustion où la cha- leur rayonnante est minimum.
Le canal 177 est pareillement disposé suivant un angle tel par rapport à l'évidement 176 que la paroi du canal intercepte et absorbe la chaleur rayonnante de combustion
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qui entre dans le canal et empêche ainsi cette chaleur de frapper directement sur la bougie d'allumage 169 et de la surchauffer. En effet, cette bougie deviendrait par trop chaude si elle était montée dans une position plus exposée.
La paroi du canal 177, de même que la paroi du cylindre, est constituée par une matière absorbant la chaleur, telle que fonte de fer ; elle ne réfléchit pas la chaleur, en particulier parce que cette paroi est habituellement recouverte de carbone.
Les étincelles des bougies d'allumage 168 et 169 d'un cylindre et des bougies 168' et 169' du cylindre opposé cor- respondant jaillissent toutes simultanément, comme on le décrit plus loin. L'allumage venant de la bougie protégée
169 n'est pas aussi rapide que celui venant de la bougie exposée 168. Si la bougie 168 est encrassée lorsque le moteur est mis en marche, la bougie 169, dont les étincelles jail- lissent simultanément à celles de la bougie 168, allume la charge tout en chauffant le moteur jusqu'à ce que la bougie 168 soit devenue assez chaude pour brûler l'huile ou le carbone qui a causé l'encrassement.
Le balayage de l'évidement 176 est effectué automati- quement en raison de la position qu'y occupe la bougie 169.
Après chaque explosion, la pression régnant dans l'évidement 176 baisse jusqu'au même point que la pression régnant dans le cylindre et la majeure partie des gaz s'échappe de cet évidement. A la course de compression suivante, le mélange frais comprimé refoule les gaz d'échappement résiduels se trouvant l'évidement 176 jusqu'à la base de la bougie.
Les pointes, des électrodes sont suffisamment proches du canal 177 et le vide se trouvant derrière les pointes est
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suffisant pour permettre de repousser ces gaz d'échappement résiduels à l'écart de ces pointes à chaque course de com- pression.
@
Les bougies d'allumage de chaque paire de cylindres opposés peuvent etre couplées en série ou en parallèle ; elles peuvent fonctionner en les alimentant avec toute source convenable de courant à interruptions réglées, par exemple à l'aide d'une magnéto d'allumage ou d'une batterie commandée par exemple par le distributeur ou rupteur 179, actionné par l'arbre à soupapes 104.
La figure 13 montre un système d'allumage convenable pour les bougies d'allumage de deux cylindres opposés et il est évident que les bougies d'allumage des autres paires de cylindres opposés peuvent être couplées et fonctionner de façon analogue. Dans cette figure, la bobine d'induction 181 a son enroulement primaire relié à toute source conve- nable de courant à interruptions réglées et comporte deux enroulements secondaires 182 et 183, qui sont de préférence mis à la terre en leurs points médians ;
l'enroulement 182. est connecté à une extrémité à une bougie d'allumage (par exemple la bougie d'allumage supérieure exposée 168 du cylindre 2) tandis que l'autre extrémité de cet enroulement est de préférence connectée à l'autre type de bougie d'alu- mage inférieure protégée 169' du cylindre 2'. De façon ana- logue, l'enroulement 183 est connecté à une extrémité à la bougie d'allumage protégée 169 du cylindre 2 et à son autre extrémité à la bougie d'allumage exposée 168' du cylindre opposé 2'.
Par suite, si un enroulement secondaire vient à faire défaut, par exemple si l'enroulement secondaire 182 fait défaut pour une raison quelconque, la bougie d'allumage @
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exposée 168 du cylindre 2 et la bougie d'allumage protégée
169' du cylindre opposé 2' sont mises hors d'action, tandis que la bougie protégée 169 du cylindre 2 et la bougie exposée
168' du cylindre 2' continuent à fonctionner. Cette conti- nuation du fonctionnement d'une bougie protégée dans un cy- lindre et d'une bougie exposée dans le cylindre correspon- dant opposé assure un allumage plus efficace que si deux bougies analogues faisaient défaut et si les deux autres bougies analogues continuaient à fonctionner dans des cylin- dres opposés.
De même, la mise à la terre des enroulements secondaires à leurs points médians réduit le danger de panne d'allumage, parce que si une bougie cesse de fonctionner pour une cause quelconque, par exemple parce que l'ata che- fil de sa borne de détache, l'autre bougie connectée au même enroulement secondaire continue à fonctionner comme auparavant. Un autre avantage du système d'allumage décrit ci-dessus, avantage qui est obtenu quel que soit les types de bougies utilisés ou leur procédé de connexion aux enroue- ments secondaires des bobines d'induction, c'est que la dis- tribution électrique est divisée entre plusieurs bobines séparées, de sorte que le moteur peut être commandé à de très grandes vitesses sans rencontrer la limite électrique de fréquence de saturation de la bobine.
Bien qu'on n'ait pas encore conçu de bougie d'allu- mage combinant les avantages d'un bon isolement électrique et d'une bonne dissipation de la chaleur, ces avantages @ @ sont efficacement combinés dans les deux ou dans le plus grand nombre de bougies décrites ci-dessus. L'invention n'est pas limitée à l'utilisation de deux bougies d'allu- mage dans chaque cylindre, car on peut utiliser plusieurs
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bougies exposées et plusieurs bougies protégées dans chaque cylindre, ou bien, dans certains cas, utiliser une seule bougie d'un type quelconque et plusieurs bougies--.. d'un autre type dans un cylindre couplées soit en série, soit en parallèle et commandées de toute manière convenable.
Dans les moteurs existants qui comportent des culasses de cylindres amovibles, on peut remplacer ces culasses par des culasses de cylindres conformes à l'invention.
Diverses variantes peuvent être apportées à la disposition des bougies d'allumage et du système d'allumage pris dans son ensemble, comme cela sera évident pour les gêna du métier.
L'invention a été illustrée dans son application à un moteur particulier, sans naturellement la limiter à ce type de moteur. En procédant à la construction, de nom- breuses modifications peuvent être apportées aux détails décrits sans sortir du cadre de l'invention.
Les expressions "charge" et"fluide" utilisées ici signifient soit un mélange carburé, soit de l'air dans lequel le combustible liquide sera injecté après compres- sion dans l'espace de combustion, et par "réservoir de fluide sous pression" on entend désigner tout réservoir destiné à recevoir du mélange carburé ou de l'air sous pression.
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