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Perfectionnements aux moteurs à combustion interne à deux temps,¯.avec allumage par compression.
La présente invention est relative aux moteurs à combustion interne à deux temps dont l'allumage s'opère par compression et qui comportent, dans la paroi du cylindre, des lumières tangentielles commandées par le piston et, dans la tê'te du cylindre, une chambre de combustion dans laquelle à la fin de la course de compression ou point mort haut du piston, est refoulée en-substance l'entièreté de la charge d'air, c'est-à-dire autant de cet air que le permettent les considérations mécaniques.
Suivant 1'invention, dans un moteur de ce type, la chambre de combustion a la forme d'un corps de révolution dont l'axe est parallèle à l'axe du cylindre et elle présente en combinaison les particularités suivantes : une profondeur ou
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hauteur qui, mesurée dans la direction de l'axe, est de l'ordre de 1/3 à 1/2, par exemple 0,4 à 0,45, du diamètre maximum de la chambre ; une"embouchure" circulaire concen- trique à l'axe de la chambre et constituée par un passage à travers lequel, uniquement, la chambre communique avec le cy- lindre ; une lumière d'échappement comportant un siège pour une soupape à levée dans la paroi interne de la chambre en face de l'embouchure et concentriquement à celle-ci;
une lèvre an- nulaire en forme de bride dirigée vers l'intérieur dans l'em- bouchure et donnant à celle-ci un diamètre minimum qui est moindre que le diamètre maximum de la chambre mais pas moindre que le diamètre le plus petit de la lumière d'échappement; et un injecteur de combustible monté dans la tête de cylindre à côté de la chambre de combustion et de façon à débiter du com- bustible dans cette chambre suivant un axe tangent à un cercle dont le centre est situe dans l'axe de la chambre. Il sera habi- tuellement désirable que le diamètre minimum de l'embouchure soit approximativement égal au diamètre maximum du champignon de la. soupaped'échappement, mais pas plus petit.
Bien qu'il soit preférable de disposer la chambre de combustion centralement et, par suite, concentriquement au cylindre, ceci n'est pas une nécessité. Toutefois, si la chambre est excentrique, son emplacement doit être tel que l'orifice entier de l'embouchure s'ouvre dans le cylindre. La chambre ou tout au moins sa partie extérieure,est refroidie. Sa paroi en- tière, y compris l'embouchure et la lèvre, peut être d'une pièce avec la. tête du cylindre; suivant une variante, la. partie de la chambre qui est adjacente au cylindre, y compris la partie où se trouve l'embouchure, peut être formée dans et cons- tituée par un tampon rapporté calorifugé à travers lequel est ménagé le passage.
Ou bien encore, seuls le passage et l'em- bouchure, y compris la lèvre, peuvent être ménagés dans et cons-
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titués par une bague rapportée convenablement fixée tandis qu'en substance l'entièreté de la paroi de la chambre elle- même, sauf ces parties, est alors d'une pièce avec la tête ou culasse du cylindre. La fixation de la bague ou organe annulaire rapporté peut être exécutée comme montage calorifuge si on le désire. '
La face entière du piston peut être-en substance plate ou convexe. Suivant une variante et en vue d'augmenter le taux de compression, la partie extérieure de la face du piston peut avoir la forme d'un:. cône tronqué dont la partie centrale plate ou convexe est agencée pour coïncider apprôxi- nativement en diamètre avec l'embouchure de la chambre de com- bustion.
Une telle forme de la face du piston peut être utilisée là où la chambre de combustion est coaxiale au cylindre. Dans tous ces cas l'extrémité du cylindre entourant l'embouchure est conformée de manière à épouser la forme de la partie cor- respondante xx xx xxxxxx xxxxxxxxxxxxx de la face du piston, afin que le plus possible de la charge d'air soit refoulé dans la chambre et le passage à la fin de la course du piston au point mort haut. Avec un piston dont la face est en substance plate ou convexe dans son ensemble, on peut aussi prévoir. sur la face une protubérance de forme appropriée dont l'entièreté ou une partie peut pénétrer dans l'embouchure à la fin de la course du piston au point mort haut en vue d'augmenter le taux de compression.
Une protubérance ainsi ,agencée et ayant cette fonction peut avoir la forme d'un corps de révolution, quelque peu sem- blable à un cône tronqué, disposé sur la face autrement plate ou convexe du piston et conformé de manière à lui permettre de pé- nétrer dans l'embouchure de la chambre. Dans tous les cas où le piston comporte une protubérance, celle-ci doit être conformée de telle manière que lorsque le piston s'écarte de la chambre
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de combustion la section libre pour l'écoulement des gaz de la chambre dans le cylindre augmente rapidement.
La construction de la lumière d'échappement et de la soupape peut être de type courant, mais la soupape est, de préférence, du type "masqué".
La disposition tangentielle du jet de combustible injecte est telle que ce jet soit dirigé dans le sens du cou - rant du mouvement circulatoire de la charge d'air resultant de l'entrée de cette charge dans le cylindre à travers les lumiè- res disposées tangentiellement dans la paroi du cylindre. Le diamètre du cercle inscrit dans la chambre, auquel l'axe du jet de combustible est tangent, peut varier mais il approche de préférence la moitié du diamètre maximum de la chambre de combustion. Il est préférable d'employer un injecteur de combustible à ajutage fin. Bien que, pour des raisons cons- tructives, l'axe de l'injecteur entier puisse être incliné, de préférence d'un angle aussi faible que possible, par rapport à un plan perpendiculaire à l'axe de la chambre, (inclinaison dirigée vers l'embouchure), cette inclinaison n'est pas indis- pensable.
Autrement dit, si la, construction le permet, il est préférable que l'axe du jet de combustible soit situé dans un plan, ou fasse un angle aussi faible que possible pa.r rapport à un plan perpendiculaire à l'axe de la chambre, lequel plan à son tour coïncide autant que possible avec le plan qui coupe la chambre à son diamètre maximum.
Diverses constructions conformes à l'invention sont représentées à titre d'exemple sur les dessins annexés, dans lesquels :
Fig. 1 est une élévation en coupe du cylindre, de la tête de cylindre et du piston d'une construction conforme à l'invention,
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Fig. 2 est une coupe par la ligne 2-2 de la fig.l, Fig. 3 est une coupe par la ligne 3-3 de la fig.l,et
Figs. 4, 5, 6 et 7 montrent en couple verticale des variantes de construction conformes à l'invention.
Dans la construction représentée'sur les figs. 1, 2 et 5, le moteur comprend un cylindre 1 refroidi par eau., garni intérieurement d'une chemise A1 et fermé à la partie supérieure par une tête de cylindre ou culasse B. ¯La face inférieure de la tête B est plate et le piston C coulissant dans la chemise A1 a une tête plate correspondante, la course du piston étant calculée de façon qu'à la fin de la course de compression la tête du piston s'approche de la tête du cylindre aussi près que c'est raisonnablement possible pour des raisons d'ordre mécanique.
La chemise Al présente une partie plus épaisse A2 dans laquelle sont ménagées une série de lumières d'admission tangentielles, communiquant avec une couronne de balayage A4 et destinées à être découvertes par le piston à ou près de son point mort bas.
Au milieu de la tête de cylindre B est ménagée une chambre de combustion 131-dans laquelle la majeure partie de la charge d'air est refoulée par le piston à la fin de la course de compression. La chambre de combustion Bl comporte à son extrémité supérieure une lumière d'échappement centrale D commandée par une soupape à levée D1 et communiquant avec un passage d'échappement D2 de la tête de cylindre, tandis qu'à son extrémité inférieure la chambre-de combustion com- munique avec le cylindre par une "embouchure" constituée par une lèvre E. Le contour intérieur de la chambre de combustion est un corps de révolution coaxial au cylindre, la paroi laté- rale de la chambre ayant une courbure douce depuis la lumière D jusqu'à l'embouchure ou lèvre E.
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Comme on peut le voir, le diamètre maximum de la chambre de combustion est plus grand que le diamètre de la lumière d'échappement D et que le diamètre minimum de l'embou- chure E, lequel à son tour n'est pas moindre que le diamètre de la soupape d'échappement D1. insi, le diamètre minimum de l'embouchure E pourrait avoir de 0,73 à 0,9 du diamètre maxi- mum de la chambre de combustion, tandis que la profondeur ou hauteur de la chambre mesurée suivant son axe et entre la face inférieure de la soupape Dl fermée et le plan dans lequel se trouve l'orifice proprement dit de l'embouchure E est de l'ordre de 0,4 à 0,45 du diamètre maximum de la chambre de combustion.
Comme on peut s'en rendre compte, la partie inférieure de la chambre de combustion est formée dans et constituée par un tampon rapporté El portant la lèvre E qui forme l'embouchure, ce tampon étant retenu en place par une bague filetée E2 qui porte contre un épaulement du tampon pour maintenir ce dernier contre un siège approprié ménagé dans la tête de cylindre. Le tampon est de préférence conformé de manière à n'avoir qu'un contact limité avec la bague E2 et avec la tête de cylindre, de sorte qu'il est isolé thermiquement de la tête de cylindre, dans une grande mesure.
La fig. 2 montre comment l'injecteur de combustible D3 est disposé dans la. tête de cylindre d'un côté de la. chambre de combustion et de telle façon que l'axe du jet de combusti- ble se trouve dans un plan perpendiculaire à l'axe de la cham- bre et soit tangent à un cercle dont le centre est situé sur l'axe de la chambre. Avantageusement,, le diamètre du cercle est approximativement la moitié du diamètre maximum de la chambre. Si on le désire, l'axe de l'injecteur peut être incliné légèrement de haut en bas vers la face de la tête de cylindre.
Cette inclinaison, toutefois, est conditionnée uniquement par
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la nécessité de monter l'injecteur à proximité de la face de la tête de cylindre., en raison des dimensions générales et en particulier de la hauteur de la chambre de combustion. Dans une telle disposition, l'inclinaison de l'axe de l'injecteur amène le jet de combustible à être dirigé vers une partie de la paroi de la chambre se trouvant à l'inférieur de la lèvre E et entre celle-ci et le plan transversal contenant le dia- mètre maximum de la chambre.
Considéré sous le rapport de la direction du tour- billonnement ou de la rotation-de la charge d'air que provoque son entrée tangentielle par les lumières A3, le combustible est injecté dans la même direction tangentielle, c'est-à-dire dans une direction dont on peut dire qu'elle est dans le sens du courant par rapport à la rotation générale de la charge d'air non seulement dans le cylindre, mais dans la chambre de com- bustion, puisque le mouvement de rotation persiste aprèsque la charge d'air a été refoulée dans la chambre de combustion.
Il est généralement préférable que la soupape d'échap- pement D1 soit du type couramment appelé "soupape masquée, c'est- à-dire que le siège de soupape est en retrait dans un renfonce- ment cylindrique formé dans la partie entourant la lumière D, et la périphérie de la soupape adjacente à sa face externe est cylindrique et montée avec un jeu convenable dans le renfonce- ment cylindrique de la lumière. -Ainsi,, un moteur conforme à la présente invention comprend avantageusement l'invention dé- crite et revendiquée dans la demande de même date, du même inven- teur,intitulée "Perfectionnements relatifs aux moteursà com- bustion interne à deux temps, avec allumage par compression".
Dans la variante représentée assez schématiquement sur la fig. 4, le moteur comprend un cylindre F dont la tête ou culasse F contient une chambre de combustion G dans laquelle /en substance la totalité de la charge est refoulée à la fin de
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la course de compression, par un piston F2. Dans cette construc- tion, la chambre de combustion G a la même forme générale que la chambre Bl représentée sur la, fig.l, mais toute la paroi interne de la, chambre de combustion est formée par une partie de la tête de cylindre, c'est-à-dire que le tampon rapporté E1 n'existe plus et la lèvre constituant l'embouchure de la chambre de combustion fait corps avec la paroi latérale de la dite cham- bre.
L'embouchure de la chambre de combustion formée par la lèvre Gl a, dans cette construction, un diamètre un peu plus grand que celui de l'embouchure formée par la lèvre E dans la construction représentée sur la fig.l et le piston F2 comporte une saillie F3 qui, à la fin de la course de compression du piston, pénètre dans cette embouchure comme c'est représenté.
De même que dans la construction représentée sur la fig.l, la paroi supérieure de la chambre de combustion est percée d'une lumière d'échappement centrale H commandée par une soupape à levée Hl et communiquant avec un conduit d'échap- pement H2 ménagé dans la. tête de cylindre la soupape étant avantageusement "masquée". Pour la facilité du dessin, l'in- jecteur de combustible J est représenté comme si son axe était radial par rapport à l'axe de la chambre de combustion.
En pratique, cependant., cet injecteur aura son axe tangent à un cercle ayant son centre dans l'axe de la chambre de combus- tion, de sorte que le combustible sera dirigé comme dans la construction représentée sur les figs. l, 2 et 3. Ainsi qu'on le voit, l'axe du jet a une légère inclinaison vers le bas re- lativement à des plans perpendiculaires à l'axe du cylindre.
Dans la construction montrée sur la fig.5, la dis- position générale est semblable à celle représentée sur la fig. 4, sauf que la face de la tête de cylindre qui entoure directement la lèvre ou embouchure Gl de la chambre de combus- tion est tronconique, la face supérieure du piston F2 étant
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tronconique de façon correspondante, comme c'est indiqué en F4, tandisque la partie centrale de la face de piston F5 est plate et ne comporte aucune saillie pénétrant dans 1-'embouchure de la chambre de combustion.
Dans la construction représentée sur la fig. 6, la disposition est semblable à celle représentée sur la fig. 5, sauf que la partie de la face de la tête de cylindre qui entoure directement la lèvre ou embouchure G1 de la chambre de combustion a une forme partiellement sphérique et la face du piston F2 a une forme partiellement sphérique correspon- dante comme c'est montré en F5.
Dans la construction représentée sur la fig.7, la disposition générale est semblable à celle montrée sur la fig.5 , sauf que la partie de la face du piston située à l'intérieur de la partie tronconique F4 comporte une saillie qui pénètre dans 1''embouchure de la chambre de combustion à la fin de la - course de compression.
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