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moteur à combustion à injection avec chambre de combustion sépar ée par un étranglement de l'enceinte du cylindre. -
La pré sente invention concerne un moteur à combustion interne à injection avec chambre de oombustion séparée par un étranglement de l'enceinte du cylindre, les dimensions de cette chambre n'étant guère inférieures à celles de la totalité de la chambre de compression.
Dans tous lesmoteurs à combustion à injection, l'un des problèmes principaux consiste à réduire autant que possible le retard à l'allumage, car 1 a dureté de marche du moteur dépend notablement de ce facteur, En dehors de la densité de l'air, du rapport de mélange (excès d'air) et du degré de pulvérisation (pression d'injection), le degré de turbulence est un des facteurs extérieurs qui ont une influence décisive sur l'entrée en jeu de l'auto-allumage et par conséquent sur la grandeur du retard à l' allumage.
On a donc tenté jusqu'ici, par de mesures nombreu seet
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diverses, d'améliorer le tourbill onnement de l'air dans la chambre de combu stion, -aussi bien en ce qui concerne 1 a qualité qu'en ce qui concerne la grandeur. Il est essentiel que le tourbillon d'air ait autant que possible une direction absolument déterminée, afin d'éviter, en toute sécurité, que, du fait de ce tourbillon, des gaz brûlés soient amenésaux particules de combustible à la place d'air frais. On s'est propo sé, suivant la présente invention, de produire dans la chambre de combustion un tourbillon d'air ayant une direction constamment déterminée et de grandeur suffisante.
Le problème a été résolu par le fait que la chambre de combu stion est reliée à l'enceinte du cylindre par deux conduitsou deux groupes de conduitsformant canaux ; l'un de ce conduits ou groupes de conduitsest agencé de façon que sa résistance à l'écoulement versla chambre de combustion est plus grande qu'en sens inverse, tandis que la résistance à l'écoulement de l'autre conduit ou groupe de conduits est plus grande ver s l'enceinte du cylindre qu'en sans inverse. De cette façon, on produit à la fois par le déplacement alternatif du piston et par la surpres- sion, à l'intérieur de la chambre de combu stion, un sans d'écou- lement constamment régulier.
Lors de la course du piston de bas en haut, -]l'air est re foul é à grande vitesse par le conduit dont la résistance à l'écoulement vers la chambre de combustion est la plus faible,tandis que la vitesse de l'air qui passe par l' autre conduit ou groupe de conduits, dont la résistance à l'écoulement vers la chambre de combustion est la plus grande, est notablement inférieure..De ce fait, il se produit dans la chambre de combustion un écoulement d'air dirigé de l'embouchure du conduit ou du groupe de conduite qui possède la résistance la plus faible à l' 'écoulement ver s 1 a chambre de combu stion, ver s l'embouchure du conduit ou du groupe de conduits qui offre la résistance la plus grande à l'écoulement vers la chambre de combu stion.
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.Lorss de la course de retour du piston, cette direction d'écoulement persiste sans qu' il y ait lieu de tenir compte de ce que la combustion a engendré une surpression dans la chambre de combustion, ou de ce que le piston a spire de nouveau de l'air. Pendant ces temps de fonctionnement, le gaz qui se trouve dans la chambre de combustion est aspiré ou refoulé avec une vitesse relativement considérable par le conduit dont la résistance à l'écoulement est la plus faible vers l'enceinte du cylin- dre, tandis que la vitesse du gaz qui sort par le canal dont la résistance à l'écoulement est plus grande vers le cylindre, demeure faible.
Dans ce cas au ssi l'écoulement se fait donc ctans la chambre de combu stion depuis l'embouchure du conduit qui offre la résistance la plus faible à. l'écoulement vers la chembre de combu stion, dans la direction de l'embouchure du conduit qui offre la résistance la pluss grande à l'écoulement versla chambre de combustion.
L'effet de la disposition conforme à la présente invention consiste en ce que l'on a superposé à l'écoulement alternatif provoqué par le piston ou pour la surpression produite dans la chambre de combustion par la combustion, un écoulement qui est constamment dirigé depuis l'embouchure de l'un des conduite ou groupe de conduitsvers 1 t embouchure de l'autre conduit ou groupe de conduits.
De préférence, l'effet des résistances a l'écoulement àdifférente dans les deux sens de s conduits est augmenté par le fait que les sections des deux conduits ou groupes de conduits sont choi si de grandeurs diverses. En général, il est recommandable que la section transversale du conduit ou du groupe de conduit qui offre la résistance la plus faible à l'écoulement vers l'en- ceinte du cylindre, soit un peu supérieure à la section transversale de l'autre conduit ou groupe de conduits. De cette façon, on obtient un passage particulièrement facile des gaz, pendant la combustion, de la chambre de combustion dans l'enceinte du cy-
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lindre, sans qu'il se produise dans la chambre de combustion de pressions excessives.
Il est possible de faire varier par les procédés les plus diversla résistance desconduits à l'écoulement dans les deux sens. Par exemple, à cet effet, les conduits peuvent présenter des profils en crochet dans la direction d'écoulement, il faut considérer comme un cas limite celui où le passage à travers lesconduits ou groupesde conduitsest contrôle par des soupa- pess de retenue qui interrompent plus ou moinsl'écoulement dans un sens. Lesdifficultés qui ré sul tent en général de la disposition de pièces mobile s à l'intérieur de l'enceinte de combustion sort réduites, dans le cas présent, par lefait que cessoupapes de retenue pas besoin de fermer d'une manière complètement étanche en position de fermeture.
Un mode d'exécution partiouliérement simple et avantageux consiste à agencer les conduits de liaison comme detuyères, de façor. que la transition versleur section transversale la plus étroite se fasse progressivement d'un coté, et brusquement de l'autre côté.
On utilise, d'une manière particulièrement avantageuse , l'écoulement à l'intérieur de la chambre de combustion en fai- sant déboucher à peu près tangentiellement dans cette chambre le conduit dont la résistance à l'écoulement est la plusfaible vers la chambre de combustion. De cette façon on obtient à l'intérieur de la chambre de combustion un écoulement tourbillonnaire qui assure un trajet particulièrement long de l'air, et dont la direction est déterminée d'une manière irréprochable. 11 est recommandable, dans ce cas, de faire arriver l'autre conduit ou l'autre groupe de conduits également tangentiellement dans la chambre de combustion, de façon à favoriser l'écoulement tourbill onneire.
La disposition des conduitsou groupes de conduits e st de préférence telle que la section transversale de la chambre de combustion, à la périphérie de laquelle débouche à peu près
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tangentiellement le conduit de liaison, soit sensiblement perpendiculaire à la direction du jet de combustion. de cette façon, on obtient un tourbillon d'air qui se propage le long du jet de combustion. Pour favoriser cet écoulement longitudinal, il est recommandable d'incliner légèrement, par rapport à la section transversale de la chambre de combustion perpendiculaire au jet de combustible, le canal qui offre 1 a résistance à l'écoulement 1 a plus faibl e ver s 1 a chambre de combustion, ver s 1 e canal dont la résistance à l'écoulement est la plus grande vers la chambre de combustion.
D'une manière correspondante, on peut aussi incli- ner en sensinverse ce dernier conduit.
D'une manière générale, il est avantageux de disposer le conduit ou groupe de conduits qui présente la résistance la plus faible à l'écoulement vers la chambre de combustion, de telle façon que ce conduit ou groupe de conduits débouche sensiblement à l'endroit où le jet de combustible pénètre dans la chambre, tandis que l'autre conduit ou groupe de conduits, qui présente la résistance la plus faible à l'écoulement vers l'enceinte du cylindre débouchera à peu près du côté de la chambre de combustion opposé à l'endroit où se fait l'entrée du jet de combustible.
L'invention peut être mise en oeuvre avec les formes s le s plus s diver se s de chambre de combustion. De préférence la chambre de combustion aura la forme d'une poire et l'entrée du jet de combustible se fera sensiblement dans la section transversale la plus étroite.
Un mode d'exécution particul ièrement avantageux de l'idée inventive consiste à faire entourer totalement ou partiellement la chambre de combustion par le conduit ou le groupe de conduits dont la résistance à l'écoulement est Plus faible vers la chambre de combustion sens inverse.
Dans ce mode d'exécution la chambre de combustion sera de préférence une pièce de construction parti- culière susceptible d'être adaptée dans l'appareil. Dansces con- ditions, la chambre sera suffisamment refroidie et cependant elle sera maintenue à une température déterminée qui re ste jusqu'à un certain point constante lorsque les quantités d'air introduites
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varient. uette circonstance est particulièrement précieuse du fait que l'on a constaté qu' il est avantageux, dans certaines circon stance s, même pour les moteur s Die sel , de régler d'après s les variations de la charge non seulement la quantité de combustible, mais aussi la quantité d'air.
Le dessin annexé montre à titre d'exemple, d'une manière schématique, plusieurs modesd'exécution de la présente invention :
La fig.l est une coupe longitudinale à travers une tête de cylindre, avec la partie supérieure de l'enceinte du cylindre.
La fig.2 est un plan-coupe suivant la ligne II-II de la fig.l.
La fig.3 est une coupe suivant la ligne iII-III de la fig.l.
Les fige.4 et 5 sont relatives à un autre mode d'exécution de l'invention. La fig.4 e st une coupe à travers une tête de cy- 1 indre et à traver s 1 a partie supérieure du cylindre suivant la ligne IV-IV de la fig. 5.
La fig. 5 est une coupe suivant la ligne V-V de la fig. 4.
La fig. 6 est une coupe à traver la tête du cylindre et la partie supérieure du cylindre d'un autre mode d'exécution de l'invention, et
La fig. 7 est une coupe partielle à plu grande échelle suivant la ligne VII-VII de la fig. 6.
Sur les figs.1 et 2, la chambre de combu stion est désignée par 1 ; la tuyère à combustible y est introduite en 2. A peu près à l'endroit où le jet de combustible entre dans la chambre de combustion 1, débouche dans la chambre de combustion un con- duit dont la résistance à l'écoulement est moindre vers la chambre de combustion qu'en sens inverse. Comme le montre la fige , le canal arrive à peu près tangentiellement dans la chambre.
La chambre de combustion a la forme d'une poire. sensiblement dans la région de plus grand diamètre de son enceinte et du côté opposé à l'endroit où pénètre le jet de combu stible, un con-
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duit 4 débouche dans la chambre, la résistance à l'écoulement de ce conduit étant plusgrande versla chambre de combustion qu'en sensinverse.
Les deux conduit s 3 et 4 réuni ssent 1 a chambre de combu stion 1 à l'enceinte 5 du cylindre. Le dimensions de la chambre de combustion ne sont guère inférieures à celles de la chambre de c ompre s si on totale, en ce sensque la di stance entre la tranche supérieure du piston et le fond' du cylindre est rendue aussi faible que le permet la sécurité de fonctionnement.
La transition entre le conduit 3 et l'enceinte du cylindre est fortement arrondie, tandis que la transition avec la chambre de combustion est à angle vif. Inversement l'entrée du conduit 4 dans la chambre de combustion est arrondie, et ledébouché de ce conduit dans l'enceinte du cylindre est à angle vif. Grâce à l'effet de tuyère ainsi obtenu, on a, pour les deux conduits, une ré si stance différente à l'écoulement danles s deux sens.
L'une de s deux ouverture désignées par 6 sur le plan e st de stinée à la soupape d'admission, et l'autre à la soupape d' échappe ment, disposition d'ailleurs connue.
Les figs.4 et 5 montrent une autre disposition de la chambre de combustion. Alorsque, sur le s figs.l et 2, la chambre de combustion était perpendiculaire à la direction de la course, la chambre de combustion 7, dansle mode d'exécution desfigs.4 et 5, s'allonge dans la direction de la course.
La tuyère à combustible pénètre dans l a chambre de combu s- tion en 8. A peu près à l'endroit où le jet de combustible entre danla chambre, débouchent les deux conduits9, 10, qui présentent une résistance plus faible à l'écoulement vers la chambre de combustion qu'en sens inverse. A l'extrémité inférieure de la chambre de combustion, qui a également la forme d'une poire, et à l'endroit où elle présente sensiblement la section transversale la plus grande, arrivent les trois conduits 11, 12, 13 qui offrent une résistance plusgrande à l'écoulement vers la chambre de com-
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bustion qu'en sens inverse.
Les conduits 9 et 10 et les conduits 11,12 et 13 peuvent déboucher à peu près tangentiell erent dans la chambre de combustion. Lesmoyens grâce aurquel s on a obtenu une différence de ré si stance à l'écoulement dans le deux sens n' ont pas été représentés ici.
Les canaux 9 et 10 et les car.aux 11, 12 et 13 relient ici la chambre de combustion et l'enceinte 14 du cylindre. L'une des, deux ouvertures 15 ser t à recevoir la soupape d'admission, et l'autre à recevoir la soupape d'échappement.
La disposition et l'agencement de la chambre de combustion peuvent varier largement. Par exemple, la chambre de combustion peut être disposée sous un angle quelconque, différent de 90 , par rapport à l'axe longitudinal du cylindre.
Sur la fig. 6, la chambre de combustion 18 est de nouveau en forme de poire, et elle est constituée par une pièce spéciale 19 qui est insérée dansune pièce allongée 20 ae la tête du cylindre, La tuyère d'injection de combustible est introduite en 21. En face de l'endroit où pénètre le jet de combustion et sur le prolongement de l'axe de la tuyère d'injection, se trouve le conduit 22 qui établit une liaison entre la chambre de combustion 18 et l'enceinte 23 du cylindre. Le canal 22 e st agencé en forme de tuyère de façon que sa résistance à l'écoulement vers la chambre de combustion soit plus grande qu'en sens inverse.
La pièce allongée 20 de la tête du cylindre entoure la pièce 19 qui forme la chambre de combustion, de telle façon qu' autour de la chambre de combustion il existe un canal annulaire dont les diverses rainures longitudinales 25,26 ont la forme de tuyère s. Ce canal annulaire débouche, à peu près à l'endroit où arrive le jet de combustible dans la chambre de combustion 18, par de orifices 24 qui sont sensiblement tangentiel s par rapport à une section transversale perpendiculaire à la direction du jet de combustible. L'agencement desdiverses rainures longitudina- le s 25, 26 est réalisé de façon que leur résistance à l'écoulement vers la chambre de combustion soit plusfaible qu' en sens
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inverse.
Dans ce mode d'exécution on a un écoulement ayant une direction constante le long du canal annulaire par les orifices 24,. le long de la chambre de combustion 18, versl'enceinte du cyl indre.
REVENDICATIONS.
1. Moteur à combustion à injection avec chambre de combustion séparée par un étranglement de l'enceinte du cylindre, ca- ractéri sé par ce que la chambre de combustion (1-7-18) est réunie à l'enceinte du cylindre (5-14-23) par deux conduits ou groupes de conduits formant canaux, dont l'un (4-11,121,13-22) est agencé dé telle façon que sa ré si stance à 1 t écoulement ver s 1 a chambre de combustion est plusgrande qu' en sensinverse, et dont l'autre (3-9, 10-25, 26 ) est agencé de telle façon que sa résistance à l'écoulement vers l'enceinte du cylindre est plusgrande qu' en sens inverse.