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BREVET D'INVENTION. " Perfectionnements apportés aux dispositifs d"injection des moteurs à combustion interne, notamment des machines à pistons libres".
L'invention est relative aux dispositifs d'injec- tion des moteurs à combustion interne ; elle concerne plus spécialement (parce que c'est dans leur cas que son applica- tion paraît devoir offrir le plus d'intérêt), mais non exclus! vement, parmi ces dispositifs, ceux que comportent les machi- nes-- telles que les générateurs-- à pistons libres, compor- tant des chambres de combustion à volume variable et suscepti- bles de fonctionner à pression variable.
Elle a pour but, surtout, de faciliter et d'amélio- rer la combustion du carburant dans lesdites machines et, par . conséquent, d'augmenter leur rendement et de diminuer leur usure. Elle consiste, principalement, à faire varier auto-
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matiquement les conditions de fonctionnement du dispositif d'injection, telles que le nombre, l'angle d'inclinaison, la forme et/ou les positions relatives des jets d'injection, en fonction du volume variable de la chambre de combustion ou d'au moins un des éléments caractéristiques influençant ce volume tels que la pression d'alimentation du moteur, la course motrice ou le rapport volumétrique de compression.
Elle consiste, mise à part cette disposition principale, en certaines autres dispositions, qui s'utilisent de préférence en même temps et dont il sera plus explicitement parlé ci-après.
Elle vise plus particulièrement certains modes d'application ainsi que certains modes de réalisation desdites dispositions; et elle vise plus particulièrement encore, et ce à titre de produits industriels nouveaux, les dispositifs du genre en question comportant application desdites dispositions les éléments et outils spéciaux propres à leur établissement, ainsi que les moteurs à combustion interne comportant de semblables dispositifs.
Et elle pourra, de toute façon, être bien comprise à l'aide du complément de description qui suit, ainsi que des dessins ci-annexés, lesquels complément et dessins sont, bien entendu, donnés surtout à titre d'indication.
Les fig. 1 et 2 montrent, en coupe axiale schématique, respectivement deux dispositifs d'injection différents établis selon deux variantes d'un premier mode de réalisation de l'invention (modification du nombre d'injecteurs).
Les fig. 3 et 4 montrent, semblablement, un dispositif d'injection établi selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, suivant deux états caractéristiques de fonctionnement (modification des positions relatives des jets d'injection).
La fig. 5 montre, en coupe axiale, un dispositif de
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com ande pour obtenir la modification des positions relatives des jets d'injection dans le cas de la réalisation selon les fig. 3 et 4.
Les fig. 6 et 7 montrent, en coupe axiale schématique, un dispositif d'injection établi selon un troisième mode de réalisation de l'invention, pour deux états caractéristiues différents (modification des orientations relatives des jets d'injection).
La fig. 8 montre, semblablement, un dispositif de commande pour obtenir la modification des orientations relatives des jets d'injection dans le cas de la réalisation selon les fig. 3 et 4 et les fig. 6 et 7.
Les fig. 9 et 10 montrent, semblablement, un dispositif d'injection établi selon l'invention et applicable au cas où les injecteurs sont établis dans les pistons moteurs.
La fig. 11 montre, semblablement, un dispositif d'injection établi selon l'invention et applicable au cas où la chambre de combustion principale, de volume sensiblement constant, comporte un e chambre additionnelle de volume variable.
La fig. 12 montre, semblablement, un dispositif d'injection établi selon un autre mode de réalisation de l'invention (modification de la forme du jet d'injection).
La fig. 13, enfin, montre, en coupe axiale, l'injecteur qui peut être utilisé pour la disposition selon la fig. 12.
Selon l'invention, et plus spécialement selon celui de ses modes d'application, 'ainsi que ceux des modes de réalisation de ses diverses parties, auxquels il semble qu'il y ait lieu d'accorder la préférence, se proposant de réaliser un moteur tel qu'un auto-générateur à pistons libres à pression variable, comportant une ou plusieurs chambres de combustion de volume variable, on s'y prend comme suit, ou de façon analogue.
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En ce qui concerne le moteur proprement dit, excep- tion étant faite de son dispositif d'injection, on le consti- tue de toute manière appropriée) par exemple comme à l'ordi- naire.
Quant à son dispositif d'injection on l'agence de manière telle qu'on obtienne une variation automatique de ses conditions de travail en fonction du volume variable de la ou des chambres de combustion ou d'au moins un des éléments ca- ractéristiques influençant ce volume, ce qu'on obtient:
ou bien, comme montré sur les fig. 1 et 2, en établissant dans une même chambre de combustion 1 deux injecteurs tels que 21, 22 (fig. 1) ou même un plus grand nombre d'injecteurs (fig 2) disposés de préférence symétriquement tels que 21, 22, 23,
4 5 2 et 2 , chaque injecteur pouvant comporter plusieurs jets divergents en éventail tels que 3, ou bien, comme montré sur les fig. 3 et 4, en établissant dans la chambre de combustion 1, avantageusement dans un même plan transversal, au moins deux injecteurs 21 et 22 à jets mul
1 tiples divergents, par exemple, l'un des injecteurs 2 pouvant comporter deux jets en éventail 31 et 32 et l'autre injecteur
2 4 5 6 2 ,trois jets également en éventail 3,3 et 3 (fig.
4), dont un jet central, et en imprimant auxdits injecteurs une rotation autour de leur axe dont l'amplitude angulaire depend du volume de la chambre de combustion; on voit sur la fig. 3 que les jets peuvent être tous dans le plan transversal pas- sant par les axes des injecteurs lorsque la chambre 1 occupe son volume minimum, et sur la fig. 4 que lesdits jets peuvent être dans deux plans voisins du même plan transversal lorsque la chambre 1 occupe son volume maximum.
On peut encore, comme montré sur les fig. 6 et 7, incliner les axes des injecteurs tels que 21 et 22 dans des plans diamétraux de la chambre de combustion 1, l'amplitude angulaire donnée aux axes desdits injecteurs étant fonction
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par exemple en éventail, desdits injecteurs se croisent lors- que la chambre 1 occupe son volume minimum (fig. 6) et que les mêmes jets s'acartent au fur et à mesure que le volume de la chambre 1 augmente (fig. 7).
On,peut également, comme montré sur les fig. 9 et
1 10, disposer coaxialement les injecteurs tels que 2 et 2 , par paires, soit dans les deux fonds des pistons si, comme montré,les moteurs comportent des pistons opposés, soit, ce qui revient au même, dans le fond d'un des pistons et dans le fond de la culasse, si le moteur ne comporte qu'un seul piston par cylindre. Dans ce cas on répartit les jets de chaque paire d'injecteurs coaxiaux, suivant les génératrices croisées de deux cônes inverses (fig. 9). Lorsque la chambre de combustion augmente de volume (fig. 10) les d'eux cônes inverses se sépa- reht et tout le volume de ladite chambre est balayé convena- blement par les jets.
Dans certains moteurs, l'espace 1 compris entre les pistons opposés ou entre le piston et le fond de culasse, res- te sensiblement invariable, alors que la chambre de combustion comporte une capacité supplémentaire telle que 11 de volume va. riable, auquel cas on peut, comme montré sur la fig. Il, éta- blir un ou plusieurs injecteurs 2 dans la chambre à volume sensiblement constant 1 pour alimenter constamment cette cham- bre, et un ou plusieurs injecteurs 2 dans la chambre à volu-
1 :ne variable 1 , lesdits injecteurs 2 étant, conformément à l'invention, mis successivement en ou hors action suivant que le volume de la chambre 11 augmente ou diminue.
On peut encore, comme montré sur la fig. 12, faire varier en fonction du volume de la chambre de combustion 1, la forme même du jet d'injection par exemple en animant ledit jet d'un mouvement giratoire qui fait éclater la veine d'in- jection suivant un volume plus grand en adaptant ainsi la forme de la veine à la forme de la chambre de combustion 1.
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Selon l'invention, et quelle que soit la disposi- tion du montage des injecteurs que l'on adopte, soit conformé- ment aux variantes qui viennent d'être décrites, soit suivant d'autres variantes multiples qui peuvent être imaginées sans sortir du cadre de l'invention, l'on conjugue et de préférence automatiquement, les dispositifs de mise en et hors action des injecteurs supplémentaires ou, s'il y a lieu, les disposi- tifs assurait la variation d'orientation desdits injecteurs, ou encore la forme de leurs jets, avec les éléments dont dé- pend le volume de la chambre de combustion 1, par exemple dans le cas le plus général avec la variation de course des pis- tons, avec la variation de la pression d'alimentation ou de la pression maximum dont dépend le volume de la chambre de combustion.
Pour ce faire, on peut imaginer de nombreux disposi- tifs de commande dont quelques exemples sont montrés sur les fig. 1, 5, 8, 10, 13.
Suivant le dispositif de commande montrésur la fige 1, les tiges de réglage quantitatif 44 et 42 des pompes d'in- 1 ¯jection 5 et 5, alimentant les injecteurs 21 et 2 , peuvent être commandées automatiquement par un même piston tel que 6 soumis par exemple à la pression de l'air d'alimentation du moteur. Dans de telles machines, le volume de la chambre de combustion peut augmenter avec la pression de fonctionnement comme c'est le cas pour les générateurs à pistons libres à pression variable. On voit qu'il suffit de décaler les deux tiges de réglage quantitatif 41 et 42 pour que, lorsque 'La pression d'alimentation croît, c'est-à-dire lorsque le volume
2 de la chambre de combustion augmente, la pompe 5 et l'irec-
2 teur 2 débitent.
Selon la fig. 5, le mouvement de rotation des injec- teurs peut être commandé par une bielle 7, le corps 5 de l'in- jecteur pouvant avantageusement comporter un siège conique A
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assurant l'étanchéité par la pression d'un ressort 10. Bien entendu, la commande de la rotatihn des injecteurs est faite avantageusement au moment où règne dans la chambre de combustion 1 la pression minimum, et on peut relier, à cet effet, la bielle 7 à un piston soumis périodiquement à la pression d'alimentation de la machine.
Lorsque les injecteurs sont orientables dans un plan diamétral de la chambre de combustion 1, la commande de la variation d'orientation peut être obtenue, comme montré sur la fig. 8, d'une manière analogue par une bielle 7 ou par une butée 11 reliée à l'un des pistons, un ressort antagoniste 12 tendant toujours à appuyer le corps 13 de l'njecteur sur une butée fixe 14. Le corps de l'injecteur lui-même peut être articulé à son extrémité par une rotule 15 au cylindre de la machine, l'injection ayant lieu pendant le mouvement oscillant de l'injecteur.
Dans le cas où l'un au.'moins des injecteurs est monté sur un des pistons, on peut, comme montré sur la fig. 10, avantageusement monter également la pompe 16 dans le même piston et commander ladite pompe par exemple par une rampe fixe 17, de préférence orientable à volonté en vue du réglage du débit. L'arrivée du combustible à la pompe se fait alors ai- sément sans pression par exemple par une tuyauterie à genouillère 18.
Selon la fig. 13 et dans le cas où l'on fait varier la forme du jet en fonction d'une des caractéristiques influençant le volume de la chambre de combustion 1, on peut, comme montré sur cette figure, faire jaillir le jet sous un volume plus grand, en animant le liquide injecté d'un mouvement rotatoire qui peut lui être donné par des rainures hélicoïdales 19 pratiquées sur la surface extérieure d'un cône 20 commandé axialement par exemple par la bielle 7. Lorsque le cône ne repose pas sur son siège, l'injection se fait sensiblement suivant les génératrices du cône, et le jet présente alors @
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une forme rétrécie, indiquée en traits interrompus sur la fig.
12 correspondant au volume réduit de la chambre de coubustion 1. Au contraire, lorsque le cône 20 repose sur son siè@e, le liquide injecté, guidé par les rainures 19, prnd un mouvement rotatoire qui fait épanouir le jet sous une forme plus volumineuse montrée en traits pleins sur la fig.'12 et correspondant au volume plus grand de la chambre de combustion 1.
Comme il va de soi, et comme il résulte déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite aucunement à celui de ses modes d'application, non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses parties, ayant plus spécialement été indiqués; elle en embrasse, au contraire, toutes les variai=tes, notamment celles où elle serait appliquée à des moteurs à injection dont les chambres de combustion peuvent présenter des volumes variables, quelle que soit la forme desdites chambres et la disposition des pistons ainsi que la disposition des organes de distribution, notamment aux moteurs à compression variable.
RÉSUMÉ.
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