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Perfectionnements aux moteurs à combustion interne avec turbine ou turbo-compresseur.
La présente invention a pour objet des perfectionnements aux moteurs à combustion interne dont les gaz d'échappement sont utilisés à entraîner une turbine ou un turbo -compresseur. conformément à l'invention, une roue de turbine est montée de manière à être entraînée par les gaz d'échappement dont l'admission aux divers points de la périphérie de la roue est complètement coupée par intermittences.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, dans un moteur multicylindrique à combustion interne, chaque cylindre est relié à une ou plusieurstuyères d'une turbine ou d'un turbocompresseur de sorte que chaque cylindre, pendant sa période d'échappement, est isolé, avec sa ou sestuyères, desautres cylindreset tuyères, ou que chaque tuyère est reliée à deux ou plusieurs cylindres dont les périodes d'échappement ne se recou-
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vrent pas. Chaque tuyère est formée de partie s coaxiales convergentes et divergentes afin de permettre d'obtenir des vitesses minima d' écoulement.
La roue de turbine est ainsi commandée suivant le principe du cycle intermittent d'écoulement, les variations de vitesse de la roue turbine étant pluspetites, en amplitude, quand les intervallesde temps entre les impulsions successives sont réduits. L'écoulement intermittent indépendant desgaz d'éohappe- ment empêche l'augmentation de la pression en retour ou de la pression gazeuse résiduaire dans le cylindre à la fin de la course d'échappement, comme c' e st le cas dans lesmoteursoù les cylindres déchargent (échappement) dans un tuyau commun à tous 1 e s cyl indre s.
La disposition s'applique particulièrement aux turbo-compresseurs pour surcomprimer demoteurs aériens de type fixe ou rotatif, à cycle à deux ou à quatre temps, et l'action du turbocompre sseur augmente quand la pression atmosphérique diminue avec l'augmentation de l'altitude, sans pour cela déterminer une augmentation correspondante de la pression en retour au moteur.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, dans une turbine entraînée par lesgaz d'échappement d'un moteur multicylindrique à combustion interne, l'entraînement se faisant suivant un cycle d'écoulement intermittent, les tuyèreset lesaubes de la roue de turbine sont disposées de manière telle que le gaz d'échappement s'écoule radialement vers l'extérieur entre les aubes et transmet de l'énergie à la roue pendant son passage.
Par cette disposition, vers la fin de la période d'échappement de chaque cylindre, la roue turbine devient ventilateur et crée uns dépression dans le cylindre. Le gaz d'échappement est donc utilisé à commander une turbine qui sert de moyen pour vider (balayer) le cylindre.
L'invention est représentée schématiquement et à titre d'exemple non limitatif au dessin annexé, dans lequel :
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fig.l est une vue en plan d'un moteur à combustion interne, avec une série séparée de tuyères de turbine reliéesà chaque cylindre, fig.2 est une vue en plan d'un moteur à combustion interne et d'une série séparée de tuyèresde turbine reliéesà descylindresisolés pendant leur course d'échappement, fig.3 et 4 sont des coupes verticales de deux dispositions de turbinesactionnant descompresseurs et entraînéespar le gaz d'échappement s'écoulant radialement vers l'extérieur, fig.5 est un détail de certainesparties suivant un pl an perpendiculaire à celui de la vue des fig.3 et 4.
6 désigne un cylindre de moteur à combustion interne, 7 est une roue de turbine, ou rotor, commandé sur le principe d'un cy- cl e de courant intermittent, à partir du moteur, et montée dans une cage 8, et %0 est la roue motrice d'un compresseur centrifuge commandée par l'arbre 10 de turbine et montée dans une enveloppe 11.
En se référant plus particulièrement aux fig.l et 2, la roue de turbine est faite d'aubes 7 radialesou en forme de croissant incliné, ou ayant toute autre forme convenable ; ces aubessont portéespar la partie centrale pleine 12 (fig.3 et 4) de la roue et au voisinage de la circonférence externe de cette partie centrale ou disque 12. Detuyères séparées 13, rel iée s chacune à un cylindre (fig.l) ou à des cylindres dont les pério- 'des d'échappement ne coïncident ni ne se recouvrent (fig.2) sont disposées suivant un cercle de manière à diriger les jets de gaz d'échappement axialement entre les aubes ou lames de la roue, ou dans des directions parallèles au plan de rotation du disque 12 et sur la circonférence interne des lames.
Les espaces 14 entre les lames adjacentes sont ouverts à la circonférence externe de la roue de turbine.
L'écoulement de gaz entre les lames ou aube s , quand les jets de gaz d'échappement sont dirigés parallèlement au plan de
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rotation, se fait dans une direction radiale ou vers l'extérieur, et lepassage de ce gaz détermine une transmission d'énergie à la roue de turbine. Comme l'impulsion donnée par le gaz d'échap- pement de chaque cylindre est intermittente, il y a un point pendant chaque cycle d'écoulement où le gaz d'échappement cesse de céder de l'énergie à la roue parce que la vitesse d'écoulement de ce gaz descend sous celle nécessaire à produire la vitesse périphérique moyenne relative des lames ou aubes.
De ce point jusqu' à la fin du cycle d'écoulement de l'échappement, la roue turbine fonctionne comme ventilateur centrifuge et détermine une dépression dans le cylindre considéré. Les variations de la vitesse de la roue turbine diminuent avec l'augmentation de la fréquence descycles d'écoulement intermittent desgaz d'échappement.
Cette disposition est spécialement applicable au remplissage et au balayage des moteurs aériens, fixes ou stationnaires, à deux temps, et peut également être appliquée à un turbo-compresseur, pour surcomprimer (surcharger) un moteur à quatre temps.
La fig.5 représente l'application d'une turbine à écoulement radial 12, commandée par les impulsions intermittentes desgaz d'échappement d'un moteur à combustion interne à deux temps é quipé d'un dispositif 15 d'injection de combustible à commande mécanique. Un turbo-compresseur 9 est employé pour forcer de l'air au travers d'un re froi di sseur 16, et d'une soupape 17 d'admission d'air, à commande mécanique, dans chaque cylindre, pour charger et balayer les cylindres. On peut prévoir l'allumage électrique ou l'explosion par compression (auto-allumage) et, dans ce dernier cas, le refroidisseur 16 n'est pas nécessaire.
Les gaz d'échappement peuvent être prisau travers d'un passage 18. Dans une variante, ces gaz d'échappement peuvent être pris au-delà de la soupape de la tête du cylindre, versla turbine, et l'ouverture près du fond du cylindre peut être utilisée comme ouverture d'admission ou de balayage.
La fig.4 représente une application d'une turbine 12 à écou- 1 ement radial, commandée . par le impulsions intermittentes de
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l'échappement d'un moteur à combustion interne à deux temps, à allumage électrique, dans lequel un turbo-compresseur 7, 9 est empl oyé pour forcer le mélange expl osif comprimé d'un carbura teur 19 au travers d'un refroidisseur 16 et d'une soupape d'admission de mélange 20, à commande mécanique, vers chaque cylindre 6, pour charger cescylindres, une soupape 21, à commande mécanique séparée, étant prévue à chaque cylindre pour le balayage de celui-ci. Le gaz d'échappement est prispar une ouverture 18.
Dans cette application, la turbine balaye le cylindre de son gaz d'échappement tandis que de l'air est aspiré par la soupape 21 de balayage. Vers la fin de la période d'échappement, la soupape d'admission 20 de mélange explosif, est ouverte, admettant une charge comprimée de mélange, qui complète le balayage et remplit le cylindre avant la course de compression.
Aux fig.5 et 4, le chiffre 22 désigne l'admission d'air au compresseur et 23, la sortie d'échappement de la turbine.
Dans une autre application de turbine à écoulement radial commandée par les impulsions intermittentes de l'échappement d'un moteur deux, temps à combustion interne, un turbo-compresseur est employé pour forcer le mélange expl o sif d'un carburateur au travers d'un refroidisseur et d'une soupape d'admission à commande mécanique, dans chaque cylindre, pour charger ce cylindre. La charge est admise directement sur les gaz brûlés résiduaires , de façon à balayer le cylindre, et la soupape suppl émentaire de balayage est donc supprimée.
Dans desmodifications, une ou des soupapesà manchon sont util i sées au 1 ieu de soupapes de scendante s.
REVENDICATIONS.
1. Turbine ou roue de turbine commandée par gaz d'échappement, dont l'alimentation, en divers points de la périphérie, est complètement coupée par intermittences.
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