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MOTEUR POLYCARBURANT,
Le but de la présante invention est de créer un moteur polycarburant, c'est-à-dire un moteur apte à brûler indifféremment un grand nombre de combustible:. liquides existant sur le marché, malgré leur différence de nature, de fluidité ou de densité tels que : l'alcool, l'essence, le pétrole, les huiles lourdas minérales et végétales et d'autres résidus de distillation, ainsi que des mélanges de ces combustibles.
On sait que les moteurs actuels ne peuvent fonctionner qu'avec un combustible prédéterminé et qu'un taux de compression établi pour un combustible ne convient pas pour un autre.
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Ces différences sont dues uniquement au fait que tous les combustibles sont brûlés à l'état liquide. Si au contraire, ces combustibles sont gazéifies préalablement à l'abri l'air, leurs caractéristiques physiques changent: et s'unifient:.
En outre certains combustibles ne se gazéifient pas tatalement, les parties non gazé ifiables restant néanmeins cembustibles.
Ces considérations conduisent au acteur à antichambre parois chaudes avec introduction du combustible dans cette antichambre à l'état liquide ou gazeux et séparé de l'air qui est introduit directement dans le cylindre par les doyens connus. Un tel moteur nécessite des conditions d'ali- mentation spéciales qui font l'objet de la présente invention
Le but du présent brevet est ainsi de préciser et de compléter la technique de l'alimentation pour un acteur à basse pression et à chambre chaude (cu chambre de combustion), alimente par la seule dépression sans le secours de pompe ou de compresseur, le combustible et l'air étant introduits séparément et successivement dans la chambre.
Les particularités décatie technique nouvelle permettent d'alimenter ce moteur connuseit successivement, soit d'une façon concemitante, avec des carburants aussi variés que l'alcool, l'essence, le benzol, le pétrole, le gas-cil et les huiles lourdes d'origine végétale, minérale ou animale.
Le taux de compression utilisable ne dépassant pas 6 à 7, il est possible de transformer rapidement et sans incon- vénient, par ce procédé, les moteurs déjà existants, établis peur .fonctionner à l'essence, en réalisant d'ailleurs une économie sur la consommation de ce carburant lui-même.
'Il doit donc être entendu que les dispositifs conformes à ladite invention ne sont visés que dans l'application aux moteurs à antichambre chaude avec lesquels ils forment un ensemble inséparable et unique.
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1 - la distribution qui fait'partie intégrante de la culasse et, 2 - les cuves à niveau constant.
La' canalisation et les organes de distribution sont in- corporés dans la culasse pour être chauffes par celle-ci dans le but d'éviter le givrage. Suivant un développement ultérieur, ce chauffage préalable est poussé jusqu'à ce que le combustible passe à l'étatde vapeur plus ou moins sèche.
Les figures annexées représentent deux exemples de réali- sation do ces dispositifs, et nota rament: la figure 1 montre une coupe de la culasse d'un moteur où le combustible est admis dans l'antichambre à l'état liquide; la figure 2 désigne une cuve à niveau constant pour ce moteur; la figure 3 désigne une variante do la figure 1 où le combustible est vaporisé avant de pénétrer dans l'antichambre; la figure 4 représente une plaque obturatrice pour ce dernier, et la figure 5 une variante de la figure 3.
Les mêmes références désignent les mêmesorganessur toutes lesfigures,
Dans la variante de la figure 1, on a représenté le système de distribution et on a désigné par: A - le cylindre B - le piston moteur 0 - la culasse Dans la culasse C en trouve, débouchant: directement dans le cylindre: D - la soupape d'aspiration (derrière laquelle se trouve la soupape d'échappement) B - le papillon de réglage de l'air'principal.
G - antichambre à parois chaudes en communication avec le cy- lindre par un Venturi U (dans cette antichambre débouche la bougie d'allumage V) H - soupape d'introduction du combustible dont la course peut être variée par des moyens mécaniques.. .Au-dessus de cette soupape débouche le conduit d'adduction du combustible dans une .cheminée comprise entre les deux joints J et J'.
1 - conduit d'adduction du combustible pratiqué à l'intérieur de la culasse.
K boisseau à deux trous de robinet permettant de mettre en communication avec le conduit I l'un ou l'autre 'des deux cônes diffuseurs L et L' (fig.2). Ce boisseau est conjugue par une commande unique avec l'e papillon E, non représentée pour la simplicité du dessin.
Tout cet ensemble d'organes, soit l'antichambre (G), la soupape à combustible H, le circuit (I), le boisseau (K) et les cônes diffuseurs secondaires (L) , est incorporé dans la culasse et réchauffé par celle-ci.
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Le but de ¯ce réchauffage est d'éviter le givrage du combustible pendant sa pulvérisation sous l'effet de l'aspiration.
Au-dessous de la partie de la culasse portant le boisseau (K) et les cônes diffuseurs (L et L') se trouvent les cuves jumelées à niveau constant E et N', représentées en détail sur la figure 2.
Dans ces cuves sont disposés les organes habituels d'alimentation à niveau constant, c'est-à-dire un flotteur, une soupape à pointeau, etc..
Au centre de chaque cuve se trouvent:
N- Puits en communication avec l'air libre par la partie supérieure et alimenté par le gicleur compensateur 0.
P- Tube compensateur qui puise dans le puits (N)) concentrique.
Q- Tube de marche qui passe concentriquement dans le tube P et le puits N et se termine par le gicleur de marche R qui s'alimente directement dans la cuve. s- Cône dit' fuseur principal qui réunit les extrémités des tubes P et Q forçant une première émulsion avec l'air qui vient des trous d'air de pulvérisation T.
L'émulsion formée dans le cône diffuseur principal passe par le cône diffuseur secondaire (L) muni d'une nouvelle petite prise d'air.
Le fonctionnement est le suivant:
Tout d'abord il y a lieu de considérer que si aux faibles puissances la soupape à combustible H s'ouvre très peu la dépression d'aspiration sur cette soupape se fait sentir davantage car le papillon d'air principal E est presque fermé. Réciproquement aux grandes puissances la soupape à combustible H s'ouvre davantage ainsi que le papillon d'air principal E et la dépression
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Par conséquent la force de dépression sur la soupape H est constante. Le dosage peut être obtenu de deux façons:
1 .- Soit en variant la levée de la soupape H, dans ce cas elle est commandée par un arbre excentrique.
2 - Soit en maintenant la levée constante de la soupape H ; dans ce cas le dosage se fnit au moyen d'un boisseau tournant et variant la section d'ouverture des trous qui règlent l'admission du combustible.
Dans les deux cas l'ouverture de la soupape H se fait dans la même phase que celle de la soupape d'admission d'air et sa force de dépression peut être augmentée ou diminuée suivant le calage qu'on donnera au papillon E par rapport à ce tte soupape.
Cette dépression se produit dans le conduit I jusque sur les gicleurs placés dans la cuve M.
Le combustible jaillit par le gicleur compensateur 0 et par le gicleur de marche R.
Avec l'augmentation de la vitesse du moteur, la -dépression sur R et dans le tube 0, augmente en même temps que le niveau dans le tube P baisse, car le débit du gicleur 0 est constant dans le temps et il n'est pas sujet à l'effet de la dépression car le puits N communique avecl'atmosphère. Tout se passe donc comme dans les carburateurs ordinaires.
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Ln concentricité du puits N et des tubes P et Q élimine tout effet d'inclinaison du moteur car le niveau restera constant dans les tubes,
Le combustible qui jaillit des tubes P et Q s'émulsionne avec l'air qui passe par les trous T du cône diffuseur principal qui lie con- centriquenent les deux tubes P et Q.
Cette émulsion rencontre un nouveau jet d'air sur le cône diffuseur secondaire L ou L' suivant qu'on marche sur l'une ou l'autre cuve.
Dès ce moment l'émulsion traverse le boisseau K et toute la canalisation I jusqu'à la soupape H
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et subit un prenisr éohauffeoent grâce à la ten- pérature acquise en passant dans la culasse, avant son introduction dans l'antichaabre où. se produit la gazéification.
La température de cette antichambre permet l'utilisation de mélanges très pauvres et d'obtenir par conséquent des consommations très peu élevées.
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La mise au peint définitive du système d'alimen- tation ci-dessus consiste à provoquer en surplus la va- porisation progressive du carburant en une vapeur plus ou moins sèche, généralement (bien que non obligatoire- ment) en présence d'une quantité d'air d'entraînement minime et très insuffisante pour permettre l'allumage du ne lange.
Oe mélange très riche, introduit ainsi Ci l'état de vapeur dans la .chambre chaude pendant l'aspiration, y achevé sa gazéification jusqu'au moment où l'air de la cylindrée y pénétrant à son tour dans la phase de com- pression, le mélange -alors convenablement dosé et homogénéise (par la turbulence due au venturi existant entre la chambre chaude et le cylindre) - se trouve enflammé par l'étincelle de la bougie, au moment voulu.
L'introduction du combustible à l'état de vapeur a sur l'introduction du combustible à l'état de liquide émulsionné les avantages: 1 - de réaliser une distribution plus égale entre los cylindres et par conséquent, un équilibre meilleur du moteur, 2 - de favoriser et d'accélérer la gazéification totale du combustible dans la chambre de combustion et, par conséquent, d'assurer une meilleure combustion, 3 - d'obtenir une température de cette chambre plus constante et mieux appropriée aux diverses allures du moteur.
L'introduction du combustible à l'état liquide refroidissait, en effet, beaucoup la chambre de com- bustion aux basses allures. Il était de ce fait, néces- saire de l'isoler des parties refroidies de la culasse ce qui entraînait, aux allures élevées du moteur, un chauffage trop intense qui donnait lieu à des préallu- mages. L'introduction du combustible à l'état de vapeur refroidissant beaucoup moins la chambre de combustion, il est possible d'obtenir une température moins variable
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de cette chambre qui permette d'assurer une bonne combustion à tous les régimes.
Les avantages de cette technique apparaîtront immédiatement à l'homme de l'art. Elle réalise l'interchangeabilité des combustibles d'alimentation avec des consommations relativement faibles, en conservant la puissance et la vitesse normales du moteur sans aucune vibration. Elle évite, en outre, la dilution de l'huile du carter par les résidus imbrûlés du ou des combustibles employés.
Le système s'applique indifféremment à la réalisation des moteurs à 2 temps et Il 4 temps.
Un développement ultérieur de la présente invention vise donc, comme but principal, à perfectionner l'alimentation en un combustible chauffé pour être introduit à l'état .de vapeur dans la chambre de combustion où la gazéification s'achève à l'abri de l'air*
L'invention vise également des moyens particuliers de réalisation permettant d'obtenir l'échauffement con- venable, la vaporisation et la gazéification du combustible suivant le processus décrit, grâce à l'agencement spécial des organesdu moteur.
Se référant à la réalisation représentée aux figures 3 à 5, la culasse 0 comporte l'emploi de soupapes d'aspiration D et d'échappement (non représentée) en tête, commandées par culbuteurs. Cette (culasse présente au droit de chaque cylindre une cavité G refroidie normalement sur-une de ses faces par l'eau de circulation, communiquant avec le cylindre correspondant par un venturi U de forme et de dimensions appropriées aux caractéristiques du moteur et portant une soupape H
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cette soupape étant en relation avec le papi'llpn E d'admission d'air principal pour assurer la compensation air/combustible aux divers régimes.
Les cavitésG sont fermées par, une plaque obturatrice latérale unique Z établie de telle sorte que ces cavités aient une forme sphérique.
Oette plaque obturatrice établie en un métal appropria à chaque cas d'usage particulier, pouvant porter au besoin des ailettes limitant sa température à une valeur convenable, est chauffée par la combustion mêmeou par tous autres moyens destinés notamment à faciliter le démarrage à froid. Bile est isolée de la culasse C par un joint J"; dans ces conditions, la, température des parois chaudes est uniforme dans les différentes chambres G d'un moteur polycylindrique homogénéisant ainsi les conditions de gazéification, de carburation et de combustion pcur les divers cylindres.
Cette plaque Z comporte des canaux X de forme appropriée pour permettre la vaporisation progressive du carburant avec reflux éventuel du liquide non vaporisé vers le ou les appareils d'alimentation, ainsi qu'une distribution homogène sur les divers cylindres du moteur. La figure @ représente à simple titre d'exemple, la plaque obturatrice 2 comportant des canaux X, X', X'', X'', contrôlés par les papillons W et mettant en relation un appareil d'alimentation unique M par l'intermédiaire de la soupape d'alimentation et de dosage H avec les chambres chaudes G correspondant chacune à l'un des 4 cylindres du moteur considéré.
Les canaux de circulation prévus, de forme et de dimensions appropriées, peuvent-au besoin contenir une matière catalysante ou filtrante appropriée à l'utilisation de certains (combustibles..' @
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Le fonctionnement est le suivant:
A la phase d'aspiration,, l'air principal, réglé par le papillon B, pénètre dans les cylindres par les soupapes d'aspiration D ;
lecircuit, constitue par les chambres G, les canaux X, X', X" , X''' et l'appareil d'alimentation Il se trouve en dépression et, grâce à l'ouverture réglable de la soupape d'alimentation H, offre une perte de charge telle qu'une petite quantité d'air entrant par ? provoque la mise en mouvement d'une certaine quantité de conbusti- ble; cette quantité est convenablement réglée par rapport à celle de l'air principal, la compensation étant obtenue par la liaison entre la commande de le soupape H et la commande du papillon E placé sur l'aspiration d'air.
La. compensation entre le combustible et l'air est ainsi obtenue automatiquement à tous les régines de vitosses et au moment des reprises du moteur,
Le combustible entraîné par une très faible quantité d'air se vaporise progressivement dans les canaux X, X', X" , X''' et pénètre à l'état de vapeur plus ou mains sèche dans l'antichambre G où il achève de se gazéifier.
L'air de la cylindrée pénètrant avec turbulence par le venturi U dans la chambre chauds pendant le phase de compression, la carburation et l'homogénéisation du mélange se produisent, l'allumage étant provoqué en temps voulu par la bougie électrique V établie pour résister spécialement aux hautes températures. La turbulence se produisant à nouveau à la sortie des gaz enflammés par le venturi assure une combustion totale de ceux-ci.
La bougie d'allumage étant très chaude ne peut, en aucun cas, être noyée par les parties de carburant restant à l'état liquide - sur moteur froid par exemple - les gaz
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sant ainsi la régularité de combustion et évitant dans tous les cas la formation d'ondes explosives.
Si une accélération était demandée trop brusquement- au moteur,, il pourrait arriver que la dépression corres- pondante n'ait pas le temps de se produireassez rapidement dans les canaux de ,distribution du combustible.
Un organe spécial Y figuré à la figure 5, papillon ou valve automatique, doit donc être prévu sur l'entrée d'air avant le papillon 3 commandé mécaniquement. Cet organe, lors d'une brusque accélération, ferme l'entrée d'air jusqu'au moment où le moteur va prendre sa nouvelle vitesse. 'Cette fermeture de l'air provoque une dépression très,vive sur les soupapes à combustible déterminant instantanément l'appel, jusqu'aux cylindres, de la quantité de combustible nécessaire pour satisfaire un nouveau régime imposé au moteur.
L'invention est, bien entendu, 'susceptible.de nombreuses variantes de réalisation, en dehors do celle indiquée pour en faire saisir l'économie.