" Procéda de travail et dispositif pour faire fonctionner des moteurs à.combustion interne ".
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travail pour moteurs à combustion interne et un* dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé'. Le procédé consiste en ce quton provoque une pulvérisation interne instantanée du combustible, avec formation d'un mélange de combustible et d'air, et l'allumage de ce mélange par l'effet dés étincelles de décharges in- <EMI ID=2.1>
tion de produits'chimiques tels que l'éthyle de plomb, les déri-
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D'autre part, le nouveau procédé entraîne une modification considérable du principe de fonctionnement des moteurs à. deux temps. Ce procédé permet l'emploi de pressions d'alimentation quelconque et empêche parfaitement toute perte de combustible
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teur, de sorte qutun moteur à deux temps suivant l'invention constitue un moteur thermique de la plus haute perfection..
Le procédé-(le fonctionnement suivant l'invention rend le
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sion d'alimentation extrêmement élevée, qu'il soit à deux ou à quatre temps - totalement'indépendant du pouvoir antidétonant
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bustibles à faible degré octane, dont le prix de revient est. bien inférieur à celui des combustibles à pouvoir antidétonant élevé, augmenté artificiellement. - . "
La formation du mélange inflammable de combustible et d'
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à-dire même aux degrés de compression,' dont les températures finales se trouvent situées au-dessus du point d'inflammation-du combustible utilisé, sans. qu'il se , produise des détonations.
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avec un rendement maximum. ' -.
Du reste, le nouveau procédé offre, par rapport au procédé
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bien plus 'élevée des moteurs auxquels il est -appliqué.
L'allumage dU'mélange combustible'étant effectué par des étincelles-électriques, il est dans beaucoup de cas souhaitable,
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alors avec une plus grande douceur et avec moins de bruit. Dans les moteurs de véhicules automobiles, par exemple, on choisira la pression d'alimentation de façon à éviter précisément la marche désagréablement dure et bruyante des moteurs à injection. Cependant, la pression d'alimentation est bien plus.élevée que
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ment d'un moteur fonctionnant d'après le nouveau procédé est bien supérieur au rendement d'un moteur Otto.
Avec le nouveau procédé, on peut utiliser sans artifice non seulement des combustibles à point d'ébullition bas, mais également ceux à point d'ébullition élevé, et même ceux dont la nature se rapproche de celle des huiles de graissage, la force disruptive d'une décharge instantanée dans un intervalle d'éclatement, placé par exemple dans un bain d'huile de transformateur, étant suffisamment puissante pour pulvériser et enflammer, même des combustibles à point d'ébullition élevé et.de viscosité relativement élevée.
Pendant le processus d'admission, le combustible est amené sans interruption, avec une pression de quelques atmosphères seulement, dans la chambre de pulvérisation du moteur. Pendant le passage du courant, il s'y produit une pulvérisation et un allumage instantanée du combustible; dans certains cas, on peut compléter cet allumage par un intervalle d'éclatement complémentaire..
La pulvérisation instantanée du combustible dans un moteur à combustion interne reproduit les phénomènes, ou des phénomènes analogues à ceux qui conduisent à l'explosion des commutateurs à bain d'huile.
Un appareillage permettant de oonstater ces phénomènes a été constitué par l'inventeur de la façon suivante
Dans un tube en papier dur placé verticalement et fermé
en bas, ayant un diamètre intérieur de 25 mm. et un diamètre extérieur de 40, on constitue une colonne d'huile de transformateur d'une longueur de 100 mm. environ, dans la partie inférieure
<EMI ID=12.1> . trodes est misé à la terre, tandis que l'autre est connectée à un transformateur d'usine électrique par l'intermédiaire d'une capacité.
La décharge instantanée d'une capacité électrique d'envi-
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l'huile, principalement par la pression et la chaleur de l'étincelle, une bulle ou un piston de gaz qui, grâce à sa haute pression, pulvérise l'huile avec une forte détonation et la réduit en un brouillard de la plus grande finesse en la projetant à une hauteur d'environ 20 mètres, en déchirant la tube en papier dur et en allumant l'huile finement pulvérisée.
Lorsqu'il s'agit d'employer la pulvérisation du combustible par exemple dans un moteur à deux temps de véhicule automo-
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heure, consomme à chaque cycle de travail environ 28 mg. ou 35 mm<3> de combustible dans chaque cylindre, et que cette quantité de combustible doit être pulvérisée par une. impulsion de oourant dans un intervalle de temps d'environ 1/500 de seconde ou moins.
Pouf pulvériser'environ 30 mg. de combustible 200 fois' par seconde, chaque fois en 1/500. à 1/1000 de seconde, il faut
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60 Watts. Quoiqu'il soit nécessaire, par -suite d'un mauvais coefficient 'de rendement, d'envisager des quantités de courant' plus élevées, les appareils électriques nécessaires à la'production des impulsions de courant ne prennent' en aucun cas des dimensions encombrantes, même pour les moteurs de puissance relativement élevée.
Le courant est pris' sur une batterie ou produit par voie électromagnétique. Dans un allumage par'batterie, les impulsions de courant, produites par un trembleur dans le circuit primaire, sont transformées par induction avec ,une tension élevée dans le circuit secondaire, et appliquées aux intervalles, d'éclatement par addition de capacités secondaires... -
La pulvérisation et l'allumage d'un combustible liquide par une décharge instantanée sont. également possibles à l'aide d'un condensateur de grande capacité, chargé par l'intermédiaire d'un redresseur et connecté en parallèle avec l'intervalle d'é-
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Pour la pulvérisation du combustible, on se sert d'un dispositif ayant la constitution d'une bougie d'allumage et que 1'
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Lorsqu'il s'agit, à l'aide de bougies de pulvérisation, de produire à'l'intérieur d'un moteur à combustion interne une char= 'ge inflammable, on remplit d'abord de combustible la chambre de
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plusieurs impulsions ou de'décharges instantanées et on allume le mélange de charge après formation de celui-ci.
Dans les moteurs Diesel, l'allumage du combustible finement pulvérisé se produit automatiquement sous l'action de la température de compression élevée. Dans les moteurs, où la tem-
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une série de bougies d'allumage, le plus souvent indépendantes de l'intervalle d'éclatement et de pulvérisation.
Le dessin, montre des exemples d'exécution : La figure 1 est-une coupe et La figure 2 une élévation d'un premier mode d'exécution d'une bougie de pulvérisation.. '
Les figures 3 à 5 sont des coupes longitudinales à travers quatre variantes de bougies de pulvérisation..
La bougie de pulvérisation suivant les figures 1 et 2 com-
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troduction du combustible amené par pompage , ainsi, qu'une cosse de connexion [pound] pour l'arrivée du courant électrique. Au-dessous
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pénètre à ltintérieur de la chambre 5 de pulvérisation du combus-
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dimensions de cet espace sont choisies de façon que le combustible soit retenu par l'effet de la capillarité' à l'encontre de -
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prolongé par une jupe filetée, sont isolés électriquement par un isolateur 8, à travers lequel passe* le tube central 4.
Le corps annulaire 12 est fait d'une matière à haute résistance mécanique, résistant également à de fortes variations de température. La chambre de pulvérisation du combustible 5
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fond constitue la contre-électrode d'un intervalle d'éclatement
10. Ce capuchon métallique 13 est évasé en forme de cône vers
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replié vers l'intérieur et s'engage et s'accroche dans une gorge
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Un intervalle d'éclatement 15 est ménagé dans la partie
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par les électrodes 16, tandis que les- contre-électrodes sont constituées par les'Tords des trous 14 ménagés dans le capuchon métallique 13.
Lors des décharges électriques le combustible est d'abord traversé, fortement échauffé, dissocié et ionisé par le courant
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sion de l'étincelle, avec production d'ondes de pression violentes. Sous l'action des masses de gaz et de vapeur de forte tension, produites par la température élevée et d'autres forces disruptives, telles que les .oscillations, le combustible est pulvérisé et fortement ionisé ce qui est de la plus grande importance pour'son allumage rapide et sa combustion totale. Le combustible ainsi pulvérisé est ensuite expulsé vers le haut, hors de la chambre annulaire 5 étroite, comme sous l'effet d'une explosion. Par suite du choc contre la face inférieure de l'isolateur 8 en matière très résistante, le combustible est davantage pulvérisé et divisé de façon à former un brouillard de la plus grande finesse.
La pulvérisation explosive du combustible est tellement violente que tous les résidus sont expulsés de la chambre de pulvérisation et que celle-ci reste par conséquent toujours propre.
Le combustible pulvérisé et fortement ionisé pénètre par les trous 14 du capuchon 13 dans la chambre de combustion du
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mélange facilement inflammable et qui s'allume dans le premier, mais sûrement dans le deuxième intervalle d'éclatement 15.
La vitesse, avec laquelle une particule de combustible du mélange ainsi obtenu est projetée du centre jusqu'à la paroi du cylindre moteur d'un diamètre d'environ 10 cm., n'atteint que
25 m/sec. pendant une période de pulvérisation de 1/500 de sec.
Pour les moteurs de grandes dimensions, tournant lentement et ayant des cylindres placés verticalement, là chambre de pulvérisation 5, pour avoir une grande contenance, pourrait recevoir de grandes dimensions aux dépens de la retenue capillaire du combustible, afin que le combustible puisse être projeté hors de la chambre de pulvérisation sous l'action de fortes impulsions de courant.
La figure 3 montre une autre variante de la bougie de pulvérisation. Dans la partie Inférieure du tube central 4, qui forme tube capillaire, le plus souvent avec un diamètre intérieur de 3,5 mm., se trouve l'intervalle d'éclatement et de pulvérisation 10. Cet intervalle est formé par le fait que la partie inférieure, épanouie,.du tube central 4.est séparée par un isolateur annulaire 17 d'une tubulure 18 ajoutée au bas de cet iso- <EMI ID=32.1> à son extrémité'inférieure une rondelle circulaire de fermeture
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constitue la'fermeture'inférieure de la bougie de pulvérisation.
Au lieu'de ne prévoir qu'un seul' intervalle d'éclatement et de pulvérisation 10 on peut également, comme.le'montre la <EMI ID=34.1>
21 disposés en- série ce qui n'empêche pas l'utilisation de deux Intervalles d'éclatement seulement..
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tionne de la manière suivante :
A l'aide d'une pompe, le tube 4 est rempli de combustible jusqu^au niveau des intervalles d'éclatement et de pulvérisation
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pêché par -la capillarité!.. '
Sous l'action de l'étincelle traversant le combustible, ' le
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clatement est pulvérisé et comme le clapet de*retenue'3 est fermé, ce combustible est projeté hors du tube 4 sur le déflecteur
20 et pulvérisé de façon à former un brouillard d'une extrême
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intervalle d'éclatement de l'étincelle d'allumage 15.
Le déflecteur n'est pas seulement destiné à parfaire la pulvérisation du combustible. Grâce à sa. forme; les particules'
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intégrale et rapide de la charge: Cependant on peut également. supprimer le déflecteur et, dans oe cas, son office est rempli par le fond du piston.
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un intervalle d'éclatement et de pulvérisation 10 concentrique au'tube 4 et à travers lequel le courant passe sur l'électrode-
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La chambre de pulvérisation.peut également recevoir une autre conformation; par exemple, le combustible peut être retenu
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rallèles et y être pulvérisé -par l'effet' de décharges électriques.
Pour amener le combustible dans la chambre de pulvérisation en quantités exactement dosées,.. on se sert d'une pompe, par exemple d'une pompe à engrenages actionnée .par le moteur, et qui refoule le combustible en quantité réglable et sous pression de quelques'atmosphères. A travers un système de tuyauteries., dans lesquelles règne une pression statique, le combustible atteint toutes les bougies de pulvérisation en quantités égales à travers des tuyères parfaitement identiques.. '
Après l'échappement, pendant la période de charge suivan-
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tuyauterie d'arrivée est au début très supérieure à la- pression . de balayage à l'intérieur des cylindres ce qui occasionne le rèfoulement du combustible dans la chambre- de pulvérisation 5; suivant le dosage'contrôlé par un régulateur, celle-ci est alors plus ou moins remplie. Si, pendant la période de compression.,' la pression monte dans, le cylindre moteur pour de venir'supérieure à <EMI ID=45.1> la pression de pompage, l'arrivée du combustible s'arrête et, si la pression de compression continue à monter, le clapet de retenue 3 se ferme. Vers-la fin de la, course de compression se
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clatement 10 et 21, avec pulvérisation du combustible et allu-
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A la fin de la course de travail, après échappement des gaz de combustion, un nouveau cycle recommence avec l'entrée de l'air dans le cylindre moteur et du combustible dans la chambre de pulvérisation.
Le processus de travail peut également être constitué de façon que la pulvérisation du combustible soit produite dès le début de la course de remplissage par une ou plusieurs décharges sans allumage. Le combustible pulvérisé peut alors se mélanger avec l'air comburant pour former une charge inflammable. L'allumage ne se produit que vers la fin de la course. On dispose alors pour la formation du mélange inflammable d'un laps de temps plus long;,par contre, pour les pressions de charge élevées, il est nécessaire d'employer un combustible antidétonant.
Afin de produire des éclatements capables d'effectuer la pulvérisation de chaque dose de combustible, dans le laps de temps prescrit, il est nécessaire d'employer des impulsions de courant puissantes, ayant. généralement une énergie de quelques dixièmes de Watt/sec. On l'obtient en donnant à la capacité du bobinage secondaire, soit par une capacité propre, soit par une capacité extérieure suffisantes, une capacité suffisamment élevée, en montant un condensateur en parallèle avec l'intervalle d'éclatement.
En général on peut dire ceci : Une impulsion d'une bobine d'allumage ordinaire produit une étincelle électrique composée d'une décharge capacitaire d'une durée d'environ 1/100.000 de seconde et d'une décharge Inductive consécutive de l/looo de seconde et plus. Par suite de l'utilisation d'une capacité l'énergie de la décharge capacitaire est augmentée aux dépens de la décharge inductive, et la décharge, sous l'action d'une impulsion de courant, se transforme en une décharge instantanée.
Une décharge par étincelle, sous l'action d'une impulsion de courant, ne se produit donc que sous Inaction de la capacité propre du système, tandis qu'une décharge instantanée ne se produit que sous l'action de la capacité propre plus une capacité extérieure, le plus souvent un condensateur.
Les essais avec une bougie de pulvérisation suivant les figures 3 et 4 ont été effectués avec des quantités de courant de quelques dixièmes de Watt/seconde avec des capacités différentes de 0,006 à 1,0 MF et des tensions de 5 - 30.000 volts. Les résultats ont montré que le passage de la décharge, sous l'action d'une impulsion de, courant, à la décharge instantanée proprement dite, produit déjà une pulvérisation du combustible. La vitesse . de la pulvérisation et son intensité augmentent avec l'augmentation de l'énergie électrique employée et on obtient en même temps une augmentation de la longueur des intervalles d'éclatement.
Les essais avec une décharge isolée, et non pas. avec un train d'éclatements, dans un intervalle d'éclatement d'un tube de pulvérisation d'un diamètre intérieur d'environ 3,0 mm., d'après la figure 3, ont donné les résultats suivants :
Avec une décharge instantanée isolée d'un courant de .10 - <EMI ID=48.1> clatement environ 30 mg. d'essence, de pétrole, d'huile à moteur Diesel, d'huile de goudron de lignite et même d'une huile de griassage, et on a obtenu un nuage dé la plus grande finesse <EMI ID=49.1>
de. Malgré la décharge unique et la présence d'une seule bougie d'allumage/ lé combustible a été chaque fois-enflammé. '
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Dans le cas d'une tension.- et d'une intensité suffisamment
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pulvérisation et de l'allumage est augmenté.par l'addition d'une capacité extérieure, sous forme d'un condensateur.