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Moteur à combust ion avec trois soupapes dans la culasse de cylindre.
L'invention concerne la construction d'un moteur à combustie avec trois soupapes dans la culasse de cylindre et avec chambre de compression concentrée sensiblement au-dessus d'une moitié de l'alésage du cylindre.
Les moteurs à combustion courants utilisent généralement pour le contrôle du cylindre, deux soupapes, dont celle d'aspi- ration présente une section plus grande que celle d'échappement.
Dans certaines constructions, la soupape d'admission et celle d'échappement sont dédoublées, de sorte que l'on obtient un cylindre à quatre soupapes, d'où augmentation sensible de la section de passage des soupapes et une amélioration du remplis- sage ainsi que du balayage du cylindre. Cette construction pré- sente toutefois le défaut que la prévision des quatre soupapes ne permet pas de donner à la chambre de compression la forme
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favorable qui répond aux exigences actuelles, c'est-à-dire une bonne allure de la combustion, de parfaites qualités anti- détonantes et une combustion totale du mélange le plus maigre. Ce n'est que dans des cas exceptionnels qu'il est fait usage d'une culasse à trois soupapes, dont deux d'admission et une d'échappement.
La solution selon l'invention, laquelle est représentée schématiquement dans les Figs. l et 2 (variante à soupapes d'échappement parallèles) et dans les Figs. 3 et 4 (variante à soupapes d'échappement divergentes), constitue une autre construction de la culasse à trois soupes pour moteurs à combustion. Les Figs, let 3 représentent une coupe axiale du cylindre et de la culasse, la Fig. 4 - une coupe suivant le plan contenant les axes des soupapes d'échappement, et la Fig. 2 - une vue en plan de la culasse.
Contrairement aux constructions connues, le moteur à combustion a trois soupes dans la culasse 1 du cylindre 2 et avec chambre de compression 6 concentrée sensiblement au-dessus d'une moitié de l'alésage du cylindre, présente deux soupapes d'échappement parallèles 4 ou divergentes 4' , débouchant dans la chambre de compression concentrée 6, les tiges de ces soupapes étant inclinées sur le plan qui coupe l'axe du cylindre et l'axe du moteur ou coupe l'axe du cylindre et est perpendiculaire à l'axe du moteur. La bougie d'allu- mage 3 est disposée entre les deux soupapes d'échappement 4, depuis la face externe de la chambre de compression concentrée.
La disposition d'ensemble des soupapes, l'inclinaison des soupapes parallèles ou divergentes et la disposition de la bougie dans le plan de symétrie des soupapes, ou des soupapes d'échappement offrent de larges possibilités pour la conforma- tion des divers espaces de compression concoures autour de la
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bougie, le tout répondant à l'ensemble des conditions qui doivent être réalisées pour assurer un rendement thermique et volumétrique élevé.
Le système à trois soupapes avec deux soupapes d'échap- pement permet d'utiliser la section de l'alésage du cylindre pour réaliser une soupape d'admission de dimensions maximum, sans avoir à réduire la section de l'échappement laquelle, au contraire, peut être plus élevée que celle de l'admission.
La soupape d'échappement s'ouvre avant le point mort bas à l'instant voulu pour permettre un équilibrage suffisamment rapide de la pression des gaz dans le cylindre avec la contre-pression d'échappement, cependant que les pertes apparaissent sur le diagramme indicateur, sont maintenues au minimum.
Le degré de l'ouverture anticipée laquelle réduit la partie effective de la course de détente, dépend du régime du moteur et de l'importance de la résistance à l'écoulement dans la soupape et canaux d'échappement, une aug- mentation de la section des soupapes et des canaux d'échappe- ment permet une correction du diagramme de distribution telle que l'on obtienne un faible degré d'ouverture anticipé de la soupape d'échappement et, de ce fait, une meilleure utilisation de la valeur thermique des gaz en phase de détente, ainsi qu'un temps plus long pour la combustion du mé lange, ce qui est particulièrement important dans les moteurs à haut régime et lorsqu'il est fait usage d'un mélange maigre. L'abaissement de la pression des gaz d'échappement sortant contribue également à amortir le bruit de l'échappement.
Les soupapes d'échappement dédoublées présentent un
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faible diamètre, de sorte qu'elles peuvent être parfaitement refroidies, ce qui est nécessaire vu les contraintes thermiques plus considérables tant de la culasse que des soupapes elles-mêmes en raison du taux de compression plus élevé.
Les canaux d'échappement sont prévus pour chaaue soupape séparément, ou bien les canaux des cylindres voisins sont reliés en Y, le canal de la soupape d'admission débouchant soit sur le même côté, soit sur le côté opposé de la culasse.
La réduction de la vitesse d'écoulement des gaz d'échappement obtenue par le dédoublement des canaux d'échappement a pour effet de réduire non seulement les résistances à l'écoulement, mais aussi les coefficients de transmission thermique entre les gaz et les parois des canaux d'échappe- ment. Grâce à la conformation oblique de la surface de la culasse sur le côté échappement et du fait que les canaux d' échappement présentent un trajet direct, la longueur de ces canaux se trouve réduite, de même que la surface ue la culasse léchée par le courant des gaz. Grâce à la diminution de la surface léchée par les gaz et du coefficient de transmission de la chaleur, on évite une surchauffe de la culasse, même lorsque celle-ci subit des contraintes thermiques élevées.
La construction du moteur à combustion à trois soupapes selon l'invention permet une plus grande différence entre les sections d'admission et dchappement, de sorte que ce moteur peut être construit soit en vue de la puissance maximum, c'est-à-dire avec la plus grande soupape d'aspiration, laquelle permet de réaliser le meilleur remplissage, soit en vue d'une économie maximum de carburant, c'e st-à-dire avec les plus grandes soupapes d'échappement, vu que le diagramme de commande approprié, indiqué ci-dessus, de la soupape
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d'échappement, permet la meilleure utilisation de la valeur thermique des gaz en phase de détente et laisse un temps suffi- sant à la combustion du mélange, même le plus maigre.
Le mode d'exécution décrit ci-dessus de la culasse à trois soupapes pour moteurs à combustion n'est qu'un exemple et n'épuise nullement toutes les possibilités de l'application pratique de l'objet de l'invention aux moteurs monocylindriques, policylindriques, en ligne ou en étoile, ou à tout autre disposition des cylindres.