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Perfectionnements aux moteurs à quatre temps Dans les moteurs à combustion interne, le rendement thermique @ dépend du taux de compression à laquelle est soumise la charge de gaz frais avant son inflammation; le taux de compression admissible est limité par la température qu'atteignent, en fin de compression, les gaz soumis à cette compression et, pour un taux de compression déterminé, cette température est d'autant moins élevée que la température de ces gaz, .au moment où commence la période de compression, est moins élevée. 1 Le rendement ther- mique dépend également de la pureté du milieu dan& lequel se produit la combustion.
Dans les moteurs à quatre temps fonc- tionnant suivant les dispositifs ordinairement employés, la charge de gaz soumis à la compression est constituée par un mélange de gaz brûlés provenant de la combustion précédant la période de travail, et de gaz frais introduits, dans le cylindre, perd ant la période d'admission;
avec ces dispositifs, la température ini- tiale de ce mélange dépend des quantités relatives de gaz brûlés et de gaz frais, et cette température initiale de la charge est d'autant moins élevée que cette charge contient moins de gaz brûlés, Cette température de la charge est minima lorsque la charge ne contient pas de gaz braies et, lorsque cela est le cas, il est possible d'améliorer sensiblement le reniement des moteurs par une augmentation du taux de compression sans, cependant, nuire au bon fonctionnement de ces moteurs,,
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Par aille@rs, le rendement volumétrique des moteursdépend de la quantité des gaz frais soumis à la compression,
et ce rendement volumétrique est maximum'lorsque cette quantité de gaz frais est égale au volume total du cylindre, c'est-à-dire égale au volume de la cylindrée engendrée par le piston augmenté'-'du volume de la culasse; ceci revient à dire que le rendement volumétrique des moteurs est maximum lorsque la charge des gaz frais soumis à la compression ne contient pas de gaz brûlés. L'absence de gaz brûlés dans la charge soumise à la compression influe donc, d'une manière favorable, d'une part, sur le rendement thermique et, d'autre part, sur le rendement volumétrique des moteurs.
L'invention a trait à un dispositif permettant d'obtenir ces amé- liorations de rendement par l'élimination complète des gaz brûlés ! de la combustion et par leur remplacement, dans le cylindre, par une quantité équivalente de gaz frais, de manière à ce que la charge de gaz soumis à la compression soit exclusivement , ou sensi- blement exclusivement composée de gaz frais et que le volume de cette charge, composée, exclusivement de gaz frais, soit égal, ou sensiblement gal à la capacit4 totale du cylindre.
Un mode de réalisation de dispositif est représenta, à. titre d'exemple, sur les dessins ci-annexés, sur lesquels: La fig. I est une vue d'un moteur muni du dispositif établi con- formément à l'invention; Les figs. 2 à 5 représentent les diverses positions que peut occuper, au cours du fonctionnement du moteur, l'un des éléments du dispositif précité.
Sur la fig. I, le piston 1 se trouve à la position de point mort bas correspondant à la p4riode d'échappement, avec la soupape d'échappement 3 ouverte. Le cylindre 2 présente des lumières latérales 4, ménagées au bas de la course interne du piston I de manière à être découvertes par le piston peu de temps avant que ce dernier ne soit arrivé à son point mort bas; sur cette partie du cylindre ? correspondant au point mort bas du piston I, le
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cylindre 2 est muni d'un tiroir cylindrique 5 qui enveloppe cette partie du cylindre et qui est susceptible de subir un mouvement alternatif de déplacement linéaire suivant l'axe de ce cylindre, mouvement qui est provoqué par un mécanisme approprié, Ce mécanisme est, de préférence, comme le montre la fig.
I, un mécanisme à cames 6 et 7 monté sur l'arbre à cames 8 du moteur; ces cames 6 et 7 provoquent le mouvement du tiroir 5 au moyen de tout dispositif approprié, tel que, par exemple, comme le repré- sente la fig, I, une timonerie constituée par le levier 9, la biellette 10 et la tige II, L'arbre à cames 8 comporte'soit deux cames 6 et 7 (cas de la fig, I), soit une seule came, de manière que le mouvement du tiroir 5 soit provoqué une fois pour chaque tour du moteur (cas de la fig, I), soit une fois tous les deux tours du moteur, l'arbre à cames 8 tournant à la moitié de la vitesse de rotation de l'arbre à manivelle 13 du moteur, suivant l'usage dans les moteurs à quatre temps, Autour de la partie du cylindre sur laquelle est monté le tiroir 5 est ménagée une chambre 14 qui, par un orifice 12,
est mise en communication soit directement avec l'atmosphère, soit avec un compresseur puisant l'air dans l'atmosphère, soit avec la tuyau- terie d'admission du moteur muni ou non dtun compresseur. Le mou- vement du tiroir 5 est tel que ce tiroir démasque les lumières 4, puis les recouvre en fonction de la rotation de l'arbre à cames 8, suivant les positions du tiroir représentées sur les figs, 8, 3,4 et 5, Avec le dispositif de la fig, 1 dont l'arbre à cames 8 com- porte deux cames symétriques, ou sensiblement symétriques 6 et 7 provoquant, pour chaque tour de l'arbre à manivelle 13, un mouve- ment du tiroir 5, chacune des cames 6 et 7 détermine, sensiblement au moment où le piston 1 arrive à son point mort bas interne , un déplacement du tiroir 5 de haut en bas, mouvementcqui est suivi, pendant la remontée du piston I,
d'un déplacement de bas en haut du tiroir 5; au cours de ce déplacement alternatif du tiroir 5, celui-ci démasque, puis recouvre les lumières 4.
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Le fonctionnement du dispositif est le suivant: pendant la course de descente du piston 1, les lumières 4 sont, d'abord, obturées à 1 fois par le piston .'et par le tiroir 5 (position de la fig. 2), puis, vers la fin de cette course descendante du piston, ces lu- mières sont démasquées par le piston, tout en restant obturées par le tiroir 5 (position de la fig, 3); lorsque le.piston a atteint son point mort bas ou en est très voisin, l'effet de la ou des cames montées sur l'arbre 8 provoque le déplacement vers le bas du tiroir 5, ce qui démasque les lumières 4 (position de la fig. 4);
dans cette position, l'intérieur du cylindre 2 se trouve être en communication avec la chambre 14 et, par l'intermédiaire de cette chambre 14 et de l'orifice 12. en communication soit avec l'atmos- phère, soit avec la tuyauterie d'aspiration du moteur, et ce avec ou sans interposition d'un compresseur. Dans son mouvement de remontée, le piston vient obturer les lumières 4 qui sont également recouvertes par le,tiroir 5; l'obturation des lumières 4 par le tiroir 5 pouvant se produire soit avant que ces lumières ne soient recouvertes par le piston, soit simultanément par le tiroir et par le piston, solt par le tiroir après que ces lumières aient été obturées par le.piston.
Suivant le profil de la ou des cames, les mouvements du piston et du tiroir déterminent donc, soit vers la fin de la course descendante du piston et au commencement de la course ascendante de celui-ci, soit seulement au commencement de la course ascendante du piston, la mise en communication de l'in- térieur du cylindre 2 avec la chambre 14 et, par là, soit avec l'atmosphère, soit avec la tuyauterie d'aspiration du moteur. Dans le cas où l'arbre à cames 8 comporte deux cames symétriques ou sensiblement symétriques (fig.
I), cette mise en communication de l' l'intérieur du cylindre avec la chambre 14 s'effectue à chaque tour du moteur, c'est-à-dire, pour un tour, au commencement de la période d'échappement et, pour le tour suivant, à la fin de la période d'aspiration; dans le cas où l'arbre 8 ne comporte qu'une seule came correspondant au commencement de la période d'échappe- ment, cette communication entre l'intérieur du cylindre 2 et la chambre 14 ne s'effectue qu'une fois tous les deux tours au début
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de la période d'échappement.
Lors de chaque communication entre l'intérieur du cylindre et la chambre 14, il se produit Une introduction, dans le cylindre, d'une quantité de gaz frais, air pur ou gaz carburé, cette introduction étant déterminée soit par l'effet de la dépression régnant dansle cylindre au moment où est assurée cette communication, soit sous l'effet du compresseur dont peut être muni le moteur, La quantité de gaz frais introduite, de cette manière, dans le cylindre, pen- dant la période d'échappement, remplace une quantité égale de gaz brûlés et a pour résultat qu'a. la fin de la période d'échappement, le cylindre ne contient plus, ou presque plus de gaz brûlés;
par ailleurs, lorsque l'arbre 8 comportant deux cames, il se produit, chaque tour du moteur, une communication entre l'intérieur du cylindre 9 et la ohambre 14, ces deux communications successives provoquent, pendant la période d'échappement, une première intro- duction de gaz frais qui contribue à l'expulsion totale des gaz brûlés, puis, pendant la période d'aspiration, une seconde intro- duction de gaz frais qui vient contribuer au remplissage total du cylindre.
Le rendement du moteur se trouve donc être amélioré par l'expulsion totale des gaz brûlés, permettant une augmentation du taux de compression et par une augmentation de la quantité de gaz frais, La sûreté de fonctionnement du moteur se trouve, de plus, considé- rablement améliorée par le fait que les gaz frais introduits dans le cylindre par les lumières 4 contribuent puissamment au refroi- dissement de la tête du piston et, en outre, que ces gaz frais, empêchant, pendant la course d'échappement, toute rentrée de gaz d'échappement dans le cylindre, assurent une amélioration considé- rable du refroidissement interne du moteur,