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"Moteur à combustion interne"
La présente invention est relative à un moteur à combustion interne avec chambre de combustion subdivisée, et elle consiste effectivement en ce qu'à l'extrémité de la course de compression une partie de la chambre de com- bustion est séparée de la partie restante de chambre de combustion, de façon qu'entrées deux chambres partielles, il persiste une fente d'étranglement pratiquement, de forme annulaire, ou tout au moins une communication étranglée produisant un effet semblable, fente à travers laquelle le combustible introduit dans l'une des chambres partielles, ou le mélange de combustible formé dans cette chambre par- tielle, puissent se répartir dans la chambre de combustion
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restante.
Les deux chambres partielles se trouvant en com- munleation étrazglée à la fin de la course de compression,
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peuvent d'ailleurs se trouer en communication non étranglée
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ou, tout au moins, peu étranglée, p.0nànt la majeure partie de la course du IJistcn. Il peut cependant aussi existai pendant la course de pi atm. restante une aommw3iaation étr,m-4 glée entre les deux chambres partielles, laquelle oep aidant
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exerce un effet d'étranglement moindre q us l'ouverture de
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communisation de forme anaulaire affeetivamsnt, ou qui n'agit pas dans la sens d'une ouverture de cQmNunication aI1J.:i1:ù.s.ire.
La chambre partielle qui reçoit la combustible peut, ai outre, se trouver avantageusement an aommunieation 4tranglée avec
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la chambre de course, cependant qua la chambre de combustion
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restante se trouva a7antageuB&aent en communication ouverte ou pratiquement non étranglée avec la chambre de course .
La faute d'étraaglaait annulaire ou la communication
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étrangla à effet similaire est, an particulier, dirigée, à
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partir de la chambre partielle qui reçoit la combustible radialement ou Qbliquement, vers l'extérieur en direction de la chambre de combustion restante, de sorte que le oom- bustible sortant à travers la fente annulaire, soit le mélange de combustible qui passe à travers cette fente, arrive diras" tement dans la partie riche l:1L'l oxygène de la chambre da ayurr.
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bustion restante.
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En règle générale, le combustible est exalusIvemEnt introduit dans l'une des chambres part iellea ( la chambre intérieure), sdt en particulier injeoté au moyen d'una tuyère d'injection, mais l'invention n'oxolut cependant ,pas cas moteurs, dais lesquels la chambre -partielle restante est égalesnt alimentée directement en cQmbuBtible,, Cependant, dans la description suivante, il sera dés:i6ti.é comme "chambre partielle réceptrice de combustible ou comme chambre à'àn jaction", cette chambre partielle d'où le cqmbuztible est
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reparti à travers la cQmm#ca.tion étranglée annulaire dsns la ohambre de combustion, restante.
Le combustible est ici avantageusement injecté dans cette chambre partielle axiale. ment pair rapport à la sortie de la chambre, soit axialement
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à la commiaieatiou étranglée annulaire
La subdivision de la chambre de combustion, soit l'é- tranglement entre les chambres partielles, se produit de
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)?référence au moyen du ;piston.
En outre, le oomb#t:fu:le est injecté particulièrement de telle façon dans la chambre dtin jeot3oa, de fon à ftre projeta sur ma surface ,l'impact, :pe.rticu11reIIBnt sur le fond du Sivtoni pour être ainsi réparti à travers la oomm'tmilcation êtr g16e .annulaire dsis la chambre de combustion restante; en outre, la faute étran- gle effectivement de forme annulaire sera formée d'une manière particulièrement simple et avantageuse par la paroi de l'orifice de sortie de la chambre partielle réceptrice
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de combustible ou de la chambre cltinjectton, et par le fend du piston qui se reproche de cette paroi de l'orifice de sortie dans le point mort du piston.
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Il est 9.J.1lL outre particulièrement a vaniteux que la chambre de combustion prinoipaie soit formée par me auge dans le fond du piston, de sorte que le combustible sortant par la fente annulaire ou le mélange de combustible et d'air sortant de cette fente, puisse se développer aus s librement que possible dans l'auge, sans être projeta sur la paroi du cylindre* Pour la répartition uniforme du com- bustible dans l'espace de combustion principal, la chambre
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partielle réceptrice du combustible 9t l'auge. du plet m pel1'V$:nt être disposées,pratiquement toutes deux, au milieu de l'eS]S::9}, du cylindre, cependant q,ua le combustible est effectivement in jeat en direction de l'axe du cylindre. L'.a'cge dupistoo.
B1t8tl4 avantageusement à peu près sur la totalité du fond de piston, -à Itexeption d'un bord annulaire extérieur du piston,
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2i la communication étranglée débouche tangantiallsmant dans dans la chambre de combustion principale, il se produit un tourbillonnement particulièrement avantageux dans la chambre de combustion principale, et le mélange intégral d'air et de combustible est soutenu, d'une manière particulièrement efficace.
D'autre part , la paroi de l'ouverture de sort:le de la chambre partielle réceptrice de combustible ou de la chan- bre d'injection attend , de préférence, au point mort au- perieur du piston jusque dans l'ange du piston, par exemple jusque prèsde l'endroit le plus ;profond du fond de piston
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effectivem6.at plan qui forme l'auge du piston* :Par 1<a présente invention, on peut réaliser un moteur ayant une combustion :particulière:#n t bonne, we pression unyenne é.3eré s, une plus sranda puissance et une consol- mation de combustible réduite qui n'a Pw encore été atteinte ( juagu'à moins de 1.5p gr.par C,y.-heure).
Ces résultats peuvent être expliques par les circonstances suivantes: Par suite de l'affet d'étranglement renforcé de courte durée seulement entre la chambre partielle réceptrice de com- bustible ou chambre d'injection et la chambre de combustion
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restant>, psrt-iauliérem3nt la chambre de cQxbm8t ion prin- cipule, lors de l'approche du I)iatcu du point mort du piston à l'extrémité de la eombus t ion de compression, et par suite de l'effet d'étrtuglemeat réduit pour la ,restait ou mime te.. ut fait Bupprimo entre la deux chambres, les portas par pompage du pistai sont effectivement réduites.
L'application d'une fente d'étranglement annulaire ou
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d'une communication 4.tragléa d'effet semblable, permet une
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répartition uniforme et ratlquef.#tnt radiale du combustible ou du Solange combustible dans la chambre de combustion restai" te ou ohambra de combustion DrineJpale, de sorte que la to- t al1 té de l'air se trouvant dans la chambre de cOOlo#ticn,) est rendue utile pour la combustion, cependant que la faute
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annulaire d'étrangler#nt assure 'on axoës de pression dais la chambre à'injeot iofl suffisant pour une pulvérisation aati..( ,;.1 V * Par l'application d"e\atge au pistoa, on peut en ' outre ampesher, &4,,U,ne part.. que le combustible soit projeta sur la poro 1 de cylindre fro iàe et qu'il s e produire ici des:
dépots au un 4 obappemenlt fumant et , d'autre part, on peut ici produira dans la chambre do combustion principale m tourbillonnement a7anta,-,Oux,clu fait que l'eir refoule par dessus le bord. de pi st m extérieur exécute un mouvement de tourbillon Et@. forzae de bourrelet a.u..<iess1JS de l'auge de Bist m, mouvament brui est anoure appuya par le contenu de la chambre sortant par la fente annulaire* Du fait que, d'autre ;part. le s6no'cLe combustible est $rajet4 dans t.tn1te sa lac-ggar et sans tranglament aucun ou tout au moins BmB étranglement préalable sur le fond du
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piston, on Peut ensuite réaliser cet avantage que l'action
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du jet en combustion sur le fond du pistai se répartit sur
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une surface relativement grand. 0.
En autre, le piston ne subit que relativement pou la charge thermique du jet qui
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y est projeta du fait q-ag la flamme du mêl8nge combustible se trouva encore, au moment de es projection sur le piston, en eomnaun3.oat3 etranglea par rapport à la chambre de cora. bustion principale et , par conséquent , encore sous ma.ngua d'alre Par conséquent, la flamme est moins chaude lors de son impact sur le fond de pistca au point mort suarieux que dma les moteurs conn:
#.J dans lesquels le combustible est projeta d'abord, après passage à travers urne commoni-
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cation à '4 tr,mg le mm t étroite, à l'intérieur de la cbsnbre de combustion principale sur une saillie solide du pistOle
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Aussi loin q ua le combustible traverse la chambre
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cleinjection sans âtra projeta sur des organes rapportés chauds, on peut d'ailleurs 4,,vîter largement le daigar de brûlage a da corrosion de pareils Qrgamg, ainsi qu'une
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dissociation das particules de combustible encore liquida sur ces organes, La paroi du canal de sortie qui s'engge
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ventuel.lam9at dans la chambra de combustion principale peut,, par example, former uae piùoe avec la paroi de la oulas sa de cylindre par soudage ou être, par at-emple, oonstitue par un organe rapporta particulier,
lequel peut être plus ou moins i6.o lé par rapport à la paroi du c yl1n dra d'ares le B relations ou rapports existante. D'autre part, la capa;::it6 de démarrage du mdieur Be trouve am41iorla, du fait quel d'me part, l'étraleJ1}ent de l'air,affluant dans la chambre cl' li- ject ion :pend la o,Curse de 00 r.qpras Sil:ln,est relativement réduit, de sorte qu'il ne se produit que de faibles pertes '\l\'1.refrOidissemoot da l'air et que, d'autre 2Brt le cozn- oiistile arrive en partie directement de la tuyère déjec- tion jusque dans l'air chaud se trouvant dans l'espace du cylindre au-dessus du fond de pistai ou dans la chambre de combustion principale.
D'autre part, dans certaines cire=stances, se présente comme d'importance significative, la disposition de la tuyère d'injection, de façon qu'il existe una longueur d'injection
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suffisante, cà,clo une distance suffisaument grande de la tuyère au fond du piston. Cette distaice est avanteusSlI1E1lt d'une telle grandeur qua la combustible se trouve de jà lors de soja. impact sur le fond du piston à l'état préparatoire
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à l' allumage ou partiellemslt à l'état brlat, mais que, d'autre part, il se produit encore l'effet de projection efficace envisagé du jet de combustible sur la surface d'dm-
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past, par exemple sur le fond du piston.
En règle gonàrale, l'écartement entre la sortie de la tuyère dr 3n ja at3on et le fond du piston sera, de ce fait, généralement situé enviez= dans l'ordre de grandeur, d'un demi dianètre du yl3ndre, k,fil;4utuua quantité d'air suffisante soit Vréseute dais
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la chambre d'injection et d'y permettre un allumage partiel
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et un'.acarOiSS8I#nt de presSion s.u.ffiSB;J.t" la chambre p atm tielle r40eptrioa de oombuatiblepaut comprendre un eapsce "j élargi voisin de la tnyera d''lnja.otion, dans la genre cituae ohambre de précombuation, 1 es:
pacé avec lequel communique la canal de sortie qui reçoit le jet de combustible. Eventuel.. louent cependant, la chambre partielle réceptrice de oom-
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bustible peut être oonstita4e par '001 eapase en forme de ahenal d'un diamètre :pratiquement uniforme, :particulièrement quand ce diamàtre est mai11a.tam suffisamment large pour pouvoir recevoir la q#ltitrt dlaîr mcessaire.
La largeur de la fente ann.a.3xe comporte pour les grandeurs wenant8n oonaiMratlom pour les moteurs dtaviation et dt atltomQbi18 par exanipla environ 8 à 4 mm.
La chambre partielle réceptrice de com.b #tible est dis;pos6e.en règle générale, pratiqu9r nt au centre par rapport à l'axe du cylindre soit par report à la chambre de combustion principale. apehdnt" d'aatrm diapositi0.s sont également possibles. Ainsi, par exemple, dans ama forme particulière de réalisation de l'invention, la chambre par- tielle réceptrice de combustible ou la chambre d'injection
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se trouvant en a o mmualcatlo n au point ma rt du 1D le t m supérieur par la fente annulaire étroite avec la chambre de combustion restante, est montée excentriquement et obliquement à l'axe
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du cylindre.
Cette disposition est partioulièrernaant aven- tagettes prour les petits lacteure à rotation rapide, dais e les, quels il n'est prvu que deux soupapes dans la oulasse de cylindre, par exemple une soupape d'admission et :une soupape
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d échappement. Bar la disposition latérale obliqua de la chambre d'in.j.et iont 0,4Qocile que peu de place :Pour aelle-oi, de aorte que les soupapespeuvent avoir une section suffi" samment grande et qua le refroidissement des soupapes ou des parois de la chambre d'injection ne s'en trouva Pas
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influaice. Si, en outre, (la chambre d'injection est consti- tuée en. forma de chenal san s 4 laraissement effe et iW telle occupe 9ncQ-re mains de place.
En même temps, on réalise cet avantzge d'une surfape plus. réduite de la chambre d'injection.
La sortie de la chambre partielle réceptrice de com- buatible paît ici, par exemple, s'engager dansun evidement du fond de pistai excentrique, par exemple, formant plam
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inclina Qu- côté o:p#ê. Dans ce cas, le combustible injecté en direction longitudinal de la chambre partielle ou chambre d'injection est projeta sous un angle sur la fond du pistas
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et se ré:partit, conformément à cet angle de l'endroit d'impact, pratiquement vers le atte du milieu du cylindre, de sorte que dans ce cas ég,.aJ.e:
L#nt, Q.à1 réalise une répartition effeo... tivement uniforme du combustible â travers la chambre de canbust ian restante ou chambra de a4mbu,atien. principale* Le dégagement en p 1 m. de l'evidement de p1Bt en du 0oté opposa â la chambra d'injection est dans ce cas sans a dés¯avalt 9s, en règle générale, étant d#né que par suite de l'éoarteoent plus gran, entre la sortie de la chambre d'injection et le côté. opposa de la paroi de cylindre, il n'y a pas lieu de
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craindra une projection de oombiatible liquide sur cette pa- roi.
La chambre d'injection peut en outre être entourée tota-
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lenant ou ,partialler#n.t par un fourreau,qui peut comporter sir.zltanéman.t la sortis de la chambre d'injestiom qui s'engage dans la cAa#more de combustion restante* Ce fourreau peut être sépare complet ement au part ie'lle ment par des fentes isolatrice ou des oompartimentg isolateurs de la paroi de la culasse de cylindre, f ael# l'dlimcination de chaleur nécessaire, La fente armire,COt1.Bti tuée au point mort suoeéràsur du piston, peut avoir me même largeur de fente sur toute
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sa 1friphérie.
Cette largeur de fente peut , oep9nd.at, être 4galDBnt inégale, pertioaliéremnt ave une 'chambre din-4
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jecticn disposée excentriquement, quand, par exemple, la face en bout de la paroi de, chambre d'injection, qui s'en- gage dans l'évidement du .piston, présente une certaine in- clinaison par rapport au fond de piston, de sorte qu'il en résulte.une fente qui possède une plus grande largeur du côté de l'axe du cylindre que du côté opposé à, l'axe du cy- lindre. De cette façon, il a été tenu compte de la quantité de combustible passant à travers la section particulière de la fente annulaire.
Dans le dessin, il a été illustré quatre exemples de réalisation de l'invention dans les Figs*l, 2,3 et 4,
Dans la fig. d, il est prévu dans la culasse de cylindre a du cylindre centralement au-dessus du piston c, une chambre d'injection d en forme de chambre de précombustion.
Dans la sortie de cette chambre préalable se trouve rappor- té un organe cylindrique qui, dans le cas illustré, est vissé dans la paroi de la culasse de cylindre, cet organe comportant un chenal de sortie cylindrique 1. L'organe e pénètre par son extrémité inférieure e' au-delà, de la paroi h de la culasse de cylindre qui limite l'espace de com- bustion principale jusqu'à l'intérieur de la chambre de combustion principale et le dit organe est coupé horizon- ..'Salement à son extrémité libre. Axielement au chenal de sortie f au-dessus .de la chambre d'injection en forme de chambre de précombustion, se trouve montée dans la culasse de cylindre la tuyère d'injection i .
Le fond du piston e comporte un évidement k en forme d'auge aplatie qui s'étend extérieurement jusque vers le bord du piston n' de sorte qu'au point mort supérieur du piston, il se forme une fente annulaire étroite n entre l'extrémité inférieure e' de l'organe rapporté e et le fond m de l'auge du piston. Pour faire dévier le combustible ou le mélange de combustible, il peutêtre prévu un cône de
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déviation o sur le fond de lauge. Lessoupapes d'admission et d'échsppement, qui sont désignes par P, sont disposées avantageusement au-dessus de l'auge du piston.
Le diamètre intérieur de l'organe rapporté e est calculé de telle façon que le jet de combustible sortant de la tuyèrei, après avoir traversé la chambra préalable d ct y être mélangé avec de l'air et y être éventuellement allumé en partie, passe à tra- vers le chenal de sortie de façon pratiquement non étrange, ainsi que le montre le parcours de jet illustré la figure.
L'étranglement nécessaire au début de la course de combustion se produit à travers la fente annulaire n, dent la largeur de fente peut éventuellement être réglable, notamment par un montage axialement réglable de l'organe rapporté. A travers la fente annulaire, lc mélange de combustible est dispersé sur le fond du piston le long de l'auge k a.insi que dans la chambre de combustion principale , sans venir en contact direct avec les parois froides du cylindre.
De cette façon, ainsi que par refoulement de l'air se trouvant au-dessus du bord de piston l,lors de l'approche à la position de point mort supérieur du piston, il est opéré dans la chambre de combustion principale un mouvement d'air tourbillonné et bourrelé ainsi que montré en pointillé au dessin, mouvement qui peut en outre être éventuellement assisté par une con- formation appropriée de la paroi h de la culasse de cylindre.
On a trouvé ccmme particulièrement favorable une auge aplatie ayant au diamètre à sa face de fond d'environ 60 à 80% du diamètre du cylindre et une profondeur de 10 mm., pour les grandeurs de machines usuelles pour moteurs d'au- tomobiles et d'aviation. La fente annulaire n comporte avan- tageusement une largeur de 2 à 3 mm., mais autant que possible passupérieure à 4 mm. au point mort supérieur du piston.
L'écartement de la sortie de tuyère du fond du piston cor- respond.quant à sa grandeur à environ la moitié du diamètre
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du cylindre, le diamètre duchenal de sortie f par exemple à 1/5 et sa longueur à environ,la moitié de cet écartement*
L'organe e peut être moté dans la culasse de cylindre sans isolation particulière. Eventuellement, le fond de l'auge du piston peut aussi être relevé dans sa partie centrale, de façon que la fente n soit formée entre cette élévation et l'extrémité inférieure du chenal de sortie.
De même, dans certaines circonstances, la chambre de combustion principale peut être constituée principalement par'un évidement appro- prié dans la culasse de cylindre au lieu d'une auge dans le fond du piston.
La fente annulaire sera avantageusement dirigée horizon- talement vers l'extérieur. Elle peut cependant éventuellement être dirigée'aussi obliquement vers le bas ou obliquement vers le haut par une conformation appropriée du fond du piston.
En outre, dans certaines circonstances, la fente annulaire peut être subdivisée en orifices séparées par des nervures ou similaires prévues sur le fond du piston, ou bien cette fente peut avoir des largeurs différentes sur sa périphérie.
Dans l'exemple de réalisation suivant la fig.2, la cham- bre d'injection! est montée dans la culasse de cylindre a obliquement -et excentriquement à l'axe du cylindre b. A proximité de la tuyère d'injection i, elle comporte un élar- gissement d semblable à une chambre de précombustion, mais cet élargissement peut éventuellement être abandonné, à con- dition que la chambre d'injection possède la même section uniforme à partir de la tuyère jusqu'à la sortie dans la chan- bre de combustion principale.
La partie plus étroite de fia chambre d'injection est entourée d'un fourreau e,introduit par exemple à joint ou avec jeu dans le forage approprié de la culasse de cylindre, et dont l'extrémité inférieure e' pénètre dans un évidement K2 du piston c, ce fourreau étant
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ecupc obliquement confomément au fond de l'évidement de piston dirige en plan colique du côté opposé, de façon qu'il en résulte au point mort supérieur du piston une fente annu- laire plus étroite entre la face terminale du fourreau e et le fond m de l'auge, cependant que dans l'exemple illustré la fente est un peu plus large du côté du milieu du cylindre que du côté oppose.
Le combustible est injecté par la tuyère d'injection en direction axiale dela chambre d'injection en forme de chenal et sous un certain angle vers le fond m2 de l'évidement du piston, après quoi le combustible,se trouvant déjà. partiel- lement à l'état brûlant, se répartit à travers la fente an- nulaire É.troite n dans la chambre de combustion principale et, notamment, en ordre principal, du côté de l'axe du cylin- dre. Tour le restant, le modede fonctionnement de l'exemple de réalisation est pratiquement le même que celui de la dis- position suivant la fig.l.
Dans certaines circonstances, il peut également être fait abandon d'une bougie incandescente servant au démarrage, étant donné que le démarrage de moteurs selon l'invention se trouve pratiquement facilitée même quand il se trouve à l'é- tat froid.
En outre, dans certaines circonstances, on peut égale- ment abandonner le fourreau rapporté e lors d'une conformation appropriée de la paroi qui constitue la chambre d'injection Le dispositif à chambre d'injection excentrique et disposé obliquement entreprincipalement en considération pour ces moteurs,qui possèdent simplement une soupape d'admission unique ou une soupape dé sorttep unique. Comme déjà mention- né, la position oblique excentrique présente dans ce cas l'avantage qu'il reste un espace suffisant pour l'application de soupapes de grandeur convenable.
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'Pareille disposition/est particulièrement avantageuse pour des moteurs de petites dimensions, quoiqu'elle peut éventuellement auaai être employée pour des moteurs de plus grandes dimensions.
La forme de réalisation,suivant la fig.3, se distingue pratiquement de celle de la fig.1, par le fait ,¯que le piston comporte une auge annulaire m3, de sorte qu'à l'intérieur de celle-ci, il est formé une élévation! qui sert de surface d'impact pour le combustible injecté par la tuyère i à travers la chambre préalable d et le chenal f. Cette surface d'impact peut à son tour 'être munie d'un cône de déviation o.
'La fente n est formée par la paroi en bout e' de l'organe e et l'élévation v au milieu du piston. La chambre de com- bustion principale, constituée en ordre majeur par l'auge m3, est pratiquement parcourue radialement par le combustible dévié le long de la surface d'impact r ou o. Cependant, la forme d'auge peut également être adaptée au jet de combustible dévié vers l'extérieur.
Pour le restant, les mêmes parties ont été désignées par les mêmes chiffres,de ,référence comme pour les cas des figures 1 ou 2.
La forme de réalisation suivant le fig.4 se distingue pratiquement de celle de la fig.3, par le fait que la fente annulaire n est dirigée vers l'extérieur, non pas précisément angle droit à l'axe du cylindre, mais un peu obliquement vers le bas* A cet effet, le bord terminal de rallongement e'de l'organe e est légèrement chanfreine coniquement et le cône de déviation 0 est conformé de manière correspondante.
L'auge de piston m4 s'approfondit progressivement à partir de l'axe du cylindre vers la périphérie et ,est, effectivement, adaptée au jet de combustible sortant par la fente annulaire n.
L'organe e est pourvu de dents e" qui s'engagent dans des
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dents correspondantes d'un. organe ± constituant la chambre d. En vissant l'organe, soit celui dl' on peut modifier la largeur de la fente n. L'organe d1 peut être assuré d'une manière appropriée quelconque contre toute rotation dans la culasse de cylindre et entourer simultanément la tuyère d'in- jection,dans le genre de l'exemple de réalisation suivant la fig. 2.
Les caractéristiques de la forme de réalisation suivant la fig.4 peuvent également trouver application dans celles suivant la fig.l, la fig.3 ou,également, selon la fig.2 dans un sens approprie, Pour le restant, les caractéristiques des différentes formas de rcalisetion individuelles peuvent également être échangées entr'clles,
Revendications.
1. Moteur a. combustion interne à chambre de combustion sub@ivisée, caractérisé par le fait qu'à la fin de la course de compression, une partie de le chambre de combustion est séparée de la chambre de combustion restante et que,entre ces deux chambres partielles, il persiste une fente d'étrangle- ment pratiquement de forme annulaire ou une communication étranglée produisant un effet semblable, à travers laquelle le conbuatible introduit dans l'une des chambres partielles, soit le mélange de combustible formé dans cette chambre par- tielle, puisse se répartir dans la chambre de combustion restan- te.