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Moteur à combustion interne à deux temps, à distribution par fentes.
La présente invention se rapporte à un moteur à com- bustion interne à deux temps, à distribution par fentes et à balayage par l'air, dans lequel le courant de balayage dévié à l'endroit du couvercle du cylindre se ferme en anneau de tourbillon après fermeture de la fente d'échappement, et com- portant une injection de combustible dans le cylindre auprès la fermeture des fentes d'échappement et un allumage étranger du mélange.
On connait déjà des moteurs à combustion interne à deux temps, à distribution par fentes., dans lesquels lecom-
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bustible est injecté dans un courant de balayage redressé par l'organe déviateur du piston. Le redressement du courant de ba- layage reste toutefois dans ce cas sans effet vu que l'air de balayage est déployé par le choc contre l'organe déviateur, et perd son effet de rayonnement. Ueci a pour conséquence que l'é- nergie de mouvement du courant de balayage est détruite préma- turément par tourbillonnement et ne peut plus être employée, après la fermeture des fentes d'échappement, dans le but de la préparation du combustible.
Le combustible injecté après la fer- meture des fentes d'échappement ne rencontre pas dans ce cas une charge suffisamment en mouvement de sorte que par suite d'un mélange et d'une vaporisation défectueux, on ne peut ob- tenir aucun mélange régulier et par conséquent aussi aucun al- lumage sûr.
La présente invention prévoit au contraire, dans tous les moteurs à balayage par l'air dans lesquels un courant de balayage dévié à l'endroit du couvercle du cylindre se ferme en un anneau tourbillonnant après fermeture des fentes d'échappement, l'injection du combustible dans cet anneau tourbillonnant. On obtient ainsi une utilisation complète de l'énergie de mouvement de l'air de balayage en vue du mélange,et de la vaporisation du combustible en ce sens que le combustible injecté est dispersé rapidement dans l'anneau tourbillonnant et peut donc être ré- parti dans une partie considérable de la charge d'air dans la- quelle il se vaporise suffisamment, en particulier avec la tem- pérature croissante de compression.
Le combustible ne peut;plus, malgré la température relativement basse de l'air de charge, se séparer à l'instant de l'injection et être perdu pour la forma- tion du mélange. il est en outre essentiel que le mouvement de l'air augmente après la fermeture des fentes d'échappement car l'anneau tourbillonnant augmente sa vitesse, suivant une loi connue de la mécanique, dans la mesure où le rayon du tourbillon devient plus petit avec l'augmentation de la compression. Le com- @
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bustible pulvérisé est donc mis toujours plus fortement en tour- billonnement dans le cylindre avec l'augmentation de la compres- sion de la charge d'air et on prépare de cette manière un mélange très parfait, qui assure non seulement un allumage certain mais encore une combustion complète.
Une conformation particulièrement avantageuse de l'anneau tourbillonnant peut. être produite par deux courants de balayage qui sont dirigés contre la paroi du eylindre opposée aux fentes d'échappement et sont conduits le long de celles-ci comme courant d'ensemble. Dans ce cas, l'anneau tourbillonnant présente pour chaque zône de nombre de tours du moteur une énergie de mouvement suffisamment grande dans le but de la préparation du combustible.
L'objet de l'invention est représenté au dessin dans son application à un moteur à balayage à inversion.
La fig. 1 montre une coupe horizontale principale dans le cylindre à hauteur des fentes.
Les figures 2 à 4 montrent les coupes longitudinales correspondantes pour différentes positions du piston.
Les figures 5 et 6 montrent deux autres coupes longi- tudihales dans le cylindre, pour une forme de réalisation modi- fiée.
Le piston plat 1 commande non seulement les fentes d'admission 2, 2' mais encore les fentes d'échappement 3,3'.
Les fentes d'admission 2,2' sont disposées à peu près à la même hauteur des deux côtés des fentes d'échappement 3,3' et sont diri- gés obliquement vers la paroi 5 du cylindre opposée aux fentes d'échappement 3,3'. Les courants de balayage 4,4' se réunissent contre cette paroi 5 en un courant total 6 qui s'élève vers le couvercle 7 du cylindre. La tuyère d'injection 8 pour le com- bustible est insérée dans le couvercle 7 du cylindre et est dis- posée de telle manière, dans l'axe du courant de balayage 6 qui s'élève, que son cône d'injection 9 est dirigé en sens inverse du courant de balayage 6. La bougie d'allumage 10 est disposée
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sur le coté du courant descendant de balayage 11, dans le cou- vercle 7 du cylindre.
Dans la position de point mort inférieur du piston 1 (fig. 2), les fentes d'admission et déchappement 2,2' et 3,3' sont complètement ouvertes ; le courant d'air de balayage 6 qui s'élève refoule les gaz brûlés le long des parois 5, 7, 12 vers les fentes d'échappement 3,3'. Lors de la course vers le haut du piston 1 (fig.3) les fentes d'admission 2,2' sont d'a- bord fermées et ensuite les fentes dtéchappement 3,3'. La bran- che ascendante 6 du courant de balayage se réunit à la branche descendante 11 du courant de balayage en un anneau tourbillonpant
13 qui tourne dans le cylindre dans la mesure de l'énergie ciné- tique de l'air de balayage.
Après la fermeture des fentes d'é- chappement 3,3', le combustible est injecté dans cet anneau tour- billonnant et cela en sens inverse du mouvement de celui-ci.
Le combustible est ainsi rapidement réparti dans toute la charge rotative et en même temps vaporisé de sorte qu'il se produit un mélange homogène. Lors de la continuation de la course vers le haut du piston 1 (fig. 4), le mélange est comprimé en un cy- lindre plat 14 tandis que la vitesse de tourbillonnement s'élève dans la mesure de la diminution du rayon de rotation. Un peu avant le point mort supérieur, le mélange est enflammé par une étincelle d'allumage 15 par.le côté de la paroi chaude 12 du cylindre. Dans le mélange turbulent, l'allumage se propage tel- @ lement rapidement qu'une combustion complète peut être produite.
On obtient donc en utilisant l'énergie de mouvement du courant de balayage à inversion, une répartition sûre du combustible injecté dans la charge, une vaporisation complète et un allumage rapide d'une manière aussi simple qu'économique.
La tuyère d'injection 8 peut également être insérée dans la paroi 5 du cylindre et être disposée transversalement à l'axe du courant de balayage ascendant 6, l'embouchure de la tuyère étant recouverte par le piston 1 qui s'élève (fig.5
En concordance, la bougie d'allumage 10 peut également être dis-
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posée non pas dans la culasse du cylindre 7 mais dans la paroi 12 du cylindre et se trouver à peu près dans le sens de la lon- gueur du cylindre 14 (fig.6). Ceci ne change rien au fonction- nement fondamental du moteur.
Il est avantageux que l'injection du combustible commence à l'instant de fermeture des fentes d'échappement 3,3t car dans ce cas à peu près toute la course effective de compression du moteur peut être employée pour la vaporisation et le mélange du combustible. En outre, on peut employer une pompe à basse pression très simple pour l'injection. Dans le cas de machines à marche rapide, par exemple de moteurs d'automobiles, on em- ploie avantageusement un combustible à courte courbe d'ébulli- tion pour obtenir de courts temps de préparation ; benzine convient particulièrement pour assurer un fonctionnement éco- nomique du moteur.
Le fonctionnement de la présente invention se présente en principe dans tous les moteurs qui ont un balayage dirigé, en ce sens tel qu'un courant de balayage, dévié à l'endroit du couvercle du cylindre, se ferme en un anneau tourbillonnant après la fermeture des fentes d'échappement. Outre le balayage dit à inversion, le balayage dit supérieur présente cette ca- ractéristique avantageuse vu que le courant de balayage est ici également appuyé d'une façon sûre par les parois du cylindre, et que l'image du balayage reste donc stable. De semblables moteurs comportant un mouvement de l'air se maintenant après la fermeture des fentes d'échappement fonctionnent', en cas d'injection ultérieure du combustible, beaucoup plus écono- miquement que des moteurs à carburateur et à compression du mé- lange.