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PROOEDE ET DISPOSITIF POUR PREPARER L'ALLUMAGE PAR DE L'AIR D'ALLUMAGE DANS LES MOTEURS A COMBUSTION INTERNE.
Dans les moteurs à combustion interne des types jusqu'à présent connus, l'allumage du mélange combustible préalablement comprimé s'obtient, soit par une étincelle électrique tmoteurs Otto) soit en échauffant, lors de la course de compression, .1'air comburant à une température plus élevée que la température d'auto- allumage du combustible injecté, de manière que le combustible s'y enflamme (moteurs Diesel). Dans les moteurs Diesel à anti- chambre, l'air comburant comprimé par le piston est porté au delà de la température correspondant aux taux de compression et jusqu'à la température d'allumage désirée par des accumulateurs de chaleur ou par transmission de ohaleur à partir d'organes du dispositif échauffés par la combustion précédente.
Dans d'autres moteurs le combustible est enflammé par des parties du dispositif portées à l'incandescence ou fortement échauffées (moteur à bougie incandes- conte).
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On connait également des moteurs à combustion interne dans lesquels l'allumage est préparé grâce au fait qu'en totalité ou en partie l'air comburant est porté à la température d'allumage dans un cylindre auxiliaire en communication avec le cylindre moteur par un organe susceptible d'être obturé, et pénètre dans le cylindre moteur en même temps que le combustible introduit dans le canal de communication.
Dans ces moteurs, la principale difficulté est la prépara- tion du combustible injecté dans le canal de communication à l' aide de l'air comprimé dans le cylindre auxiliaire, avant l'entrée dans le cylindre moteur.
En outre on a déjà proposé un moteur à combustion interne à cylindre moteur et cylindre auxiliaire, dans lequel une portion de l'air est comprimée au dessus de la température d'allumage du combustible dans un cylindre auxiliaire et pénètre, à l'ouver- ture d'une soupape qui ferme la communication entre le cylindre auxiliaire et le cylindre moteur et qui doit être actionnée lors de chaque course motrice, dans le cylindre moteur pour enflammer le combustible injecté dans ce cylindre.
Les deux dernières propositions mentionnées n'ont, en raison de leurs inconvénients, pu trouver application dans la pratiqua.
Dans le premier cas, une combustion partielle se produit, avec la conséquence que le cylindre auxiliaire devient une chambre de combustion et est fortement mis à contribution par les gaz de combustion. De plus, cette disposition présente l'inconvénient que, pendant la oombustion, l'organe régulateur (soupape) fermant la communication entre le cylindre auxiliaire et le cylindre moteur doit être actionné. La soupape est donc exposée à l'action des températures élevées des produits de la combustion en écoule- ment, en sorte que des détériorations peuvent facilement se produire.
La proposition qui consiste à comprimer fortement une partie de l'air dans un cylindre auxiliaire et à la laisser péné- trer dans le cylindre moteur par l'ouverture d'une soupape se heurte ainsi dans la réalisation pratique à des difficultés car, pour assurer son bon fonctionnement, la soupape doit être forte-
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ment refroidie.
Du fait de ce refroidissement de la soupape on perd évidemment une grande partie de la chaleur produite par la compression adiaba- tique; ce qui réduit fortement la capacité d'action de l'air péné- trant dans la chambre de travail, et compromet l'allumage du mélange air-combustible occupant le cylindre moteur.
Ces Inconvénients et ces défauts des procédés d'allumage jusqu' à présent connus sont évités par le nouveau mode de fonctionnement des moteurs à combustion interne décrit ci-après.
Le procédé selon l'invention consiste en ce que, dans un cylindre auxiliaire (cylindre à air d'allumage) qui communique par un passage de réduction dépourvu d'organe obturateur avec l'espace -- de combustion du cylindre moteur, une quantité @ d'air très réduite comparativement à l'ensemble de l'air de combustion est fortement comprimée et de ce fait fortement échauffée, et par pénétration dans l'espace de combustion, enflamme le mélange com- bustible moteur-air pré-comprimé.
La communication entre le cylin- dre moteur et le cylindre à air d'allumage, dont le rapport théori- que de compression est plus élevé que celui du cylindre moteur, est constitué par un ou plusieurs passages de réduction dont les dimensions sont établies de manière telle que lors de la course de compression du cylindre à air d'allumage, on dépasse la vitesse critique d'écoulement du passage de réduction. Une fois la vitesse critique d'écoulement dans les passages de réduction dépassée, la compression adiabatique de la portion d'air nécessaire pour l'allu- mage se produit dans le cylindre à air d'allumage.
Le nouveau mode de fonctionnement ainsi qu'un moteur à combus- tion interne approprié à son exécution seront décrits ci-après plus en détail avec l'aide du dessin annexé,
Dans les deux figures du dessin, le cylindre moteur est désigné par la référence 3 et la cylindre auxiliaire (cylindre à air d'allumage) par la référence 1. Les deux cylindres communiquent entre eux, élans interposition d'un organe de fermeture, par un ou plusieurs passages de réduction 2. Dans la fig.l, le passage de réduction est établi sous forme de tuyère, tandis que dans la
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fig.2 on a prévu deux passages de réduction de petit diamètre.
Le cylindre à air d'allumage est équipé du piston 4. Une soupape à ressort servant à l'admission de l'air atmosphérique (air d'allumage) est désigné par 5. Dans le moteur à combustion interne selon la fig.l, cette soupape est disposée dans la calasse du cylindre moteur et dans la réalisation selon la fig.2 , elle est agencée dans le piston 4 du cylindre à air d'allumage 1. La tuyère à combustible est désignée par la référence 6.
Le nouveau procédé de préparation de l'allumage dans les moteurs à combustion interne s'exécute comme suit.
Le piston 4 du cylindre à air d'allumage est actionné par le mécanisme de commande du moteur; dans le cas de moteurs à quatre temps, à une vitesse moitié moindre que celle de l'arbre à manivelles, et à la mâne vitesse dans le cas des moteurs à deux temps. En adoptant un décalage convenable pour la manivelle entre le cylindre moteur et le cylindre à air d'allumage, on peut régler le moment d'allumage du moteur. Dans chaque cas, la cylindre à air d'allumage fonctionne à deux temps. Lors du dépla- cement du piston à air d'allumage vers le point mort bas, une dépression s'établit dans l'espace de compression du cylindre à air d'allumage, ce qui provoque l'ouverture de la soupape à ressort montée dans la culasse du cylindre moteur ou dans le piston du cylindre à air d'allumage.
Par cette soupape, l'air atmosphérique pénètre dans l'espace de compression du cylindre à air d'allumage et il y est comprimé, à la manière connue, lors de la course ascendante suivante du piston. Au contact de l'air fortement échauffé qui sort constamment du ou des passages de réduction, le combustible qui est introduit dans l'espace de combustion du cylindre moteur s'enflamme. Les passages de réduction sont avantageusement garnis d'un revêtement calorifuge, par exemple en matière céramique (qui n'est pas représenté par le dessin). Il est en outre possible d'échauffer les parties ou pièces du dispositif comprenant les passages de réduction sus- dits par un agent capable de céder de la chaleur, par exemple électriquement ou par des gaz d'échappement.
La cylindrée du
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cylindre à air d'allumage ne représente, d'une façon générale, que 0,5 à 5% de la cylindrée du cylindre moteur; dans des cas exceptionnels elle peut atteindre 10%.
L'application du procédé conforme à l'invention procure les avantages suivants par rapport aux moteurs à combustion interne jusqu'à présent connus.
Antérieurement, pour atteindre des températures finales suffisamment élevées, on devait comprimer très fortement la tota- lité de l'air comburant afin d'assurer l'allumage, en particulier lors de l'emploi de combustibles difficilement inflammables. Pour des raisons de construction, on ne peut pas augmenter indéfiniment le taux de compression dans le cylindre moteur ; en outre, lorsque la compression est élevée, il se manifeste évidemment des pointes de pression de combustion, qui ont toujours pour conséquence de mettre fortement à contribution toutes les parties du mécanisme moteur.
Par contre, dans le procédé de l'invention, une partie seulement de l'air comburant est comprimée à la température d'inflammation nécessaire à la combustion dans un cylindre à air d'allumage ne comprenant pas de soupape soumise à l'action de la chaleur* A l'encontre des propositions jusqu'à présent connues, dans le procédé de réduction selon l'invention, toutes les parties du dispositif qui sont exposées aux températures élevées peuvent être calorifugées.