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" Perfectionnements aux moteurs à combustion interne du type à injection et à inflammation par compression " Demande de brevet anglais en sa faveur du 8 Avril 1937.
L'invention se rapporte aux moteurs à combustion interne du type à injection et à inflammation par oompression, présentant les caractéristiques suivantes : A l'extérieur du cylindre se trouve une chambre de combustion, constituée par une poche refroidie, dont l'orifice, qui débouche dans l'extrémité du cylindre, comporte un bouchon d'épaisseur appréciable, monté de
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façon que la conduction thermique entre ce bouchon et les parties qui l'entourent soit restreinte, c'est-àdire qu'il n'y ait pas d'écoulement libre de chaleur provenant du bouchon. Ce bouchon est percé d'un passage, formé et arrangé de façon que, a la fin de la course de compression, une partie appréciable de la charge d'air qui, à ce moment, est forcée dans la chambre de combustion, tourne ou circule de manière déterminée d'avance dans cette chambre.
Les diverses parties sont construites de façon que, à la fin de la course de compression, la chambre placée en dehors du cylindre et le passage ménagé dans le bouchon placé dans l'orifice de cette chambre constituent ensemble, au maximum, 50 % du volume total de l'espace de combustion.
Le restant de cet espace de combustion est alors constitué par l'espace situé entre la face du piston et l'extrémité du cylindre. Un moteur présentant ces caractéristiques est décrit dans le brevet belge 409.818 du 5 Juin 1935.
Par rapport à un.moteur à combustion interne du type particulier décrit ci-dessus, et qui comporte une chambre de combustion externe exactement sphérique d'une capacité bien définie, la chambre de combustion externe conforme à l'invention a la forme d'une sphère allongée, cet allongement augmentant la distance entre la tuyère de-l'injecteur de combustible et le point de la paroi de la chambre où l'axe du jet de combustible rencontre cette paroi, tandis que la capacité volumétrique de la chambre est la même que celle d'une chambre exactement sphérique pour un moteur ayant les mêmes dimensions. On peut réaliser
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l'allongement de la chambre de combustion en constituant la chambre en deux parties, que l'on peut désigner comme étant les extrémités de la chambre.
Chacune de ces parties est hémisphérique, et elles sont séparées par une partie cylindrique ou par une partie dont la surface interne est une autre surface de révolution autour d'un axe qui passe -par les centres des extrémités hémisphériques, la totalité de la surface interne de la chambre étant ainsi une surface de révolution autour de cet axe.
Dans un dispositif préféré de la chambre, la tuyère du jet de combustible est placée de façon que l'axe du jet de combustible qui s'én échappe, ou bien soit parallèle à l'axe de la chambre allongée, sans coïncider avec lui, ou bien soit légèrement incliné sur cet axe de la chambre.
Si on compare la chambre de combustion perfectionnée conforme à l'invention avec celle que l'on peut considérer comme étant la chambre "de base" sphérique connue, pour un moteur du type ci-dessus indiqué, l'axe de'la surface de révolution qui constitue la surface interne de la chambre a été allongé, et la longueur de cet axe est plus grande que le diamètre de la sphère de "base" d'un moteur ayant les mêmes dimensions.
On a représenté, à titre d'exemples, trois modes de réalisation de la chambre de combustion perfectionnée, conforme à l'invention, que l'on peut employer en pratique, sur les dessins joints dans lesquels:
La figure 1 est une élévation en coupe verticale d'un dispositif dans lequel la chambre externe est allongée dans la direction de l'axe du cylindre.
La figure 2 est une élévation en coupe verticale
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d'un dispositif dans lequel la chambre externe est allongée dans une direction sensiblement perpendiculaire à l'axe du cylindre.
La figure 3 est une vue par en-dessous d'une partie de la culasse, en regardant dans la direction de la flèche 3 de la figure 2, dans une partie de la chambre de combustion externe, qui est visible âpres enlèvement du bouchon dans lequel se trouve le passage qui débouche dans le cylindre.
La figure 4 est une élévation en coupe similaire à la figure 2, la coupe étant toutefois prise suivant la ligne 4-4 de la figure 2 en regardant dans la direction des flèches, et étant dans un plan perpendiculaire au plan de la figure 2.
La figure 5 est une élévation en coupe, similaire aux figures 1 et 2, représentant une variante du dispositif dans laquelle l'axe, dans la direction duquel la chambre a été allongée, et qui est l'axe de la surface de révolution de la chambre, forme un angle appréciable avec l'axe du cylindre.
Comme on le voit sur la figure 1, la chambre de combustion externe est disposée dans la culasse; elle comprend une partie A, constituée par une poche placée dans la culasse, et une partie B formée dans un bouchon C, inséré dans la partie qu'on peut considérer comme étant l'orifice de la poche, ce bouchon étant percé d'un passage D, aboutissant dans l'extrémité du cylindre. Le bouchon C est construit et disposé de façon qu'il ne puisse pas s'écouler librement de la chaleur depuis ce bouchon jusqu'aux parties qui l'entourent. Le passage D débouche tangentiellement dans la partie B de la chambre
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de oombustipn externe, et, à son autre extrémité, il aboutit à une cavité E, formée sur la face du piston E1.
A la fin de la course de compression, la chambre externe A, B, et le passage D constituent ensemble 50 % au maximum du volume de l'espace de combustion, le restant de cet espace de combustion étant alors constitué par l'espace formé par l'espace mort 'existant entre la face du piston E1 et l'extrémité du cylindre F, cet espaoe étant augmenté par la cavité E disposée en faoe de l'orifice du passage D.
Dans le mode de réalisation décrit précédemment, la chambre externe est sphérique intérieurement, mais, dans le mode de réalisation actuel perfectionné, cette chambre est allongée intérieurement dans la direction d'un axe X-X, qui est l'axe de la surface de révolution, qui constitue la surface interne de la chambre. Dans ce dispositif, l'axe X-X est parallèle à l'axe du cylindre. Cet allongement a pour effet d'augmenter la distance entre la tuyère G de l'injecteur de combustible et le point de la paroi de la chambre où l'axe du jet de combustible rencontre cette paroi, mais, en même temps, la chambre a une capacité volumétrique, qui est égale celle d'une chambre entièrement sphérique qui conviendrait à un moteur ayant les mêmes dimensions.
Pour conserver à la surface interne de la chambre la dénomination de "surface de révolution autour de l'axe X-X", on peut définir cette surface comme comprenant deux parties hémisphériques A1 et B1, cette dernière étant formée dans le bouchon C. Ces parties hémisphériques sont à une distance l'une de l'autre, dans la direction de l'axe X-X, indiquée en H, entre les flèches, et cette partie intermédiaire du contour H1 est, en fait, constituée par un court cylindre ou
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par une partie dont la surface interne est une surface de révolution autour de l'axe X-X.
Cet axe passe par les centres des deux parties hémisphériques A1 et B1. Si on compare la surface interne de cette chambre avec celle désignée ci-dessus comme étant la sphère "de base", le rayon de cette sphère est plus grand, pour un moteur ayant les mêmes dimensions, que le rayon r de chaque hémisphère A1, B1, mais la longueur de la partie de l'axe X-X, qui est à l'intérieur de la chambre allongée est plus grande que le diamètre de la sphère "de base".
Comme exemple des dimensions que l'on peut employer, en pratique, dans le cas d'une chambre de combustion externe allongée, telle que celle représentée sur la figure 1, le rayon r de chaque hémisphère peut avoir deux centimètres environ, et la distance H qui sépare les deux parties hémisphériques A1, B1, peut être de quatre millimètres environ.
Le jet de combustible qui sort de la tuyères G est, dans ce cas, dirigé de façon que l'axe de ce jet soit légèrement incliné sur l'axe X-X et qu'il rencontre une partie de la paroi de la calotte hémisphérique B de la chambre de combustion, qui est formée dans le bouchon C à un endroit situé sur le côté de la tuyère G, que l'on peut désigner comme étant le côté "aval". Cette désignation se rapporte à la direction dans laquelle tournent les gaz lorsqu'ils sont envoyés dans la chambre de combustion externe, à travers le passage D, pendant la course de compression.
Ces az tournent alors en sens inverse des aiguilles d'une montre, dans la construction telle qu'elle est représentée sur la figure 1, et, lorsqu' ils tournent, ils dépassent d'abord la tuyère G, puis ils
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passent ensuite sur le point de la paroi de la calotte B de la chambre de combustion où l'axe du jet de combustible tend à rencontrer cette paroi.
Dans le dispositif représenté sur les figures 2,3 et 4, la direction dans laquelle la chambre externe est allongée et l'axe X-X de la surface de révolution qui constitue la surface interne de la chambre sont perpendiculaires à l'axe du cylindre du moteur. Dans ce cas, chaque calotte hémisphérique de la chambre de combustion a une de ses moitiés dans la culasse F, le restant de chaque partie de calotte hémisphérique étant situé dans le bouchon C (voir figure 4). D'une manière semblable, une moitié (considérée dans la direction de son diamètre) de la partie Hl, qui est cylindrique, ou dont la surface interne est une surface de révolution autour de l'axe X-X, et qui est située entre les deux partieshémisphériques A et B, se trouve dans la culasse tandis que l'autre moitié de la partie intermédiaire H1 se trouve dans le bouchon C.
La partie intermédiaire H1, qui est située dans la culasse, est hachurée, sur la figure 3.
On voit sur la figure 4, qui est une coupe prise perpendiculairement à l'axe X-X, que le oontour de la chambre est un cercle dont le centre X1 est sur l'axe X-X.
Dans ce cas, comme représenté sur la figure 2, la tuyère G est placée dans une position telle que l'axe du jet de combustible qui s'en échappe est sensiblement parallèle à l'axe X-X, c'est-à-dire sensiblement horizontal et perpendiculaire à l'axe du cylindre. L'axe du jet de combustible rencontre le point de la partie d'extrémité hémisphérique B de la chambre qui est formée dans la culasse, mais ce point est toujours sur le côté "aval"
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de la tuyère du jet, la rotation des gaz s'effectuant en sens inverse des aiguilles d'une montre, comme on le voit sur la figure 2.
Le plan suivant lequel a été effectué la coupe de la figure 4, et qui est indiqué par la ligne 4-4 sur la figure 2 passe, cornus on le voit sur la figure 2, par le milieu de la longueur de la partie intermédiaire et cylindrique H1 ou de la partie similaire. Les dimensions d'une chambre ainsi construite peuvent, par exemple, être les mêmes que celles indiquées ci-dessus en se référant au dispositif de la figure 1. C'est-à-dire que le rayon r de chaque partie d'extrémité hémisphérique de la chambre peut avoir deux centimètres environ, et la longueur mesurée dans la direction de l'axe X-X de la partie intermédiaire H1 peut être de quatre millimétrés environ, dont ure moitié, soit deux millimètres environ, est située de chaque côté du plan 4-4 de la figure 2.
Dans le dispositif de la figure 5, la chantre allongée présente les caractéristiques générales de celle du dispositif de la figure 1, sauf que l'axe X-X, qui est l'axe de la surface de révolution qui constitue la surface interne de la chambre, est incliné sur l'axe du cylindre, et que la tuyère G du jet est disposée de façon que l'axe du jet de combustible qui en sort soit sensiblement parallèle à l'axe X-X. Dans ce cas, le dispositif général de construotion de la chambre externe et du bouchon C est le même que celui qui est décrit dans le brevet belge N 415,672 du 22 Niai 1936.
Dans cette construction, le bouchon C est conique et, au lieu d'être introduit depuis le côté inférieur de la culasse F, comme dans la construction représentée sur les figures 1
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et 2, il est introduit depuis le côté supérieur ou extérieur, tandis que la partie d'extrémité hémisphérique A de la chambre est formée dans une partie séparée J, introduite, depuis l'extérieur, à travers un orifi.ce ménagé dans la culasse, et fixée à la culasse.
Comme dans le dispositif représenté sur la figure 1, la calotte hémisphérique B de la chambre est entièrement formée dans le bouchon C ainsi que la partie intermédiaire et cylindrique H1 ou la partie similaire interposée.
On doit remarquer qu'avec la chambre de combustion perfectionnée conforme à l'invention, il est plus fadile de diriger le jet de combustible qu'en employant la manière décrite dans le brevet belge 407.124 du 3 Janvier 1935, et qu'il est plus facile d'obtenir des résultats satisfaisants, grâce à ce réglage de la direction, qu'avec une chambre de combustion externe entièrement sphérique.
L'inventeur a découvert que si la chambre externe est sphérique, on court le risque de "surpénétration" du jet de combustible, c'est-à-dire que des particules de combustible, provenant de ce jet, peuvent arriver à franchir la couche d'air qui circule dans la chambre et à frapper la paroi de la chambre située vis- à-vis de la tuyère du jet. Grâce à l'allongement de la chambre externe, conformément à l'invention, on peut éviter ee risque et les désavantages qui en résultent.
On peut éviter la "surpénétration" dans la chambre en reculant la tuyère du jet par rapport au contour interne de la chambre, mais ce recul nécessite la formation d'une poche dans la paroi de la chambre; ce qui est indésirable, parce qu'une poche dont la A
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profondeur est suffisante pour atteindre le but désiré tendrait à gêner la rotation, déterminée d'une certaine manière, de la charge d'air dans la chambre.
RÉSUMÉ
L'invention a pour objet :
1. Un moteur à combustion interne du type à injection et à inflammation par compression, qui comprend un cylindre, une chambre de combustion, extérieure au cylindre et communiquant avec lui, formée par une poche munie, dans son orifice, d'un bouchon mauvais conducteur de la chaleur, ce bouchon comportant un passage formé et arrangé de façon que.
à la fin de la course de compression, une partie appréciable de la charge d'air, qui est forcée dans la chambre de combustion, tourne d'une certaine manière dans cette chambre, le dispositif étant tel qu'à la fin de la course de compression la chambre externe et le passage ménagé dans le bouchon constituent ensemble au maximum 50 % du volume total de l'espace de combustion, ce moteur étant caractérisé par le fait que la chambre de combustion a la forme d'une sphère allongée, et que la tuvère d'injection du combustible est disposée dans la paroi de la chambre,de manière que la distance entre la tuyère et le point de la paroi où l'axe du jet de oombustible rencontre cette paroi soit plus grande qu'elle ne le serait avec une chambre entièrement sphérique ayant la même capacité volumétrique.
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