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AKTIESELSKABET BURMEISTER & WAI'S MASKIN- OG SXIBSBYGGERI, résidant à
COPENHAGUE.
AGENCEMENT POUR MOTEURS A COMBUSTION INTERNE A DEUX TEMPS, AVEC LUMIERES D'
ECHAPPEMENT COMMANDEES PAR PISTON.
(Inventeur : A.stergaard).
La présente invention est relative à un agencement pour moteurs à combustion interne à deux temps, en particulier pour moteurs Diesel,du type de ceux dans lesquels l'échappement des produits de la combustion se fait par des lumières du cylindre commandées par piston, vers une zone d'é- chappement entourant le cylindre, de laquelle les produits de la combustion se dirigent vers un conduit d'échappement qui peut par exemple mener à une turbine à gaz d'échappement servant à faire fonctionner un ventilateur des- tinée à fournir au cylindre de l'air de balayage et d'admission.
Le but de l'invention est d'assurer une résistance aussi fai- ble que possible à l'écoulement et, dans l'ensemble, des conditions d'écou- lement aussi bonnes que possible pour le gaz d'échappement, pendant son écoulement du cylindre vers le conduit de sortie. A cet effet, il a déjà été proposé antérieurement de réaliser la zone d'échappement et es lumiè- res d'échappement du cylindre d'une façon spéciale et avantageuse, entre autres en prévoyant un accroissement progressif de la section transversa- le de la zone d'échappement, vers le conduit,de sortie, à partir du côté du cylindre opposé audit conduit, et, en outre, en prévoyant les lumières du cylindre de telle facon que les produits de la combustion s'écoulant par celles-ci aient une direction convenable par rapport à la zone d'échap- pement et par rapport au conduit de sortie.
Il s'est toutefois avéré pra- tiquement impossible de donner au cylindre une forme qui puisse assurer une réduction effective de la résistance à l'écoulement par un guidage convenable des produits d'échappement car ceci donnerait lieu à de très con-
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sidérables difficultés en ce qui concerne la fabrication du cylindre (corps intérieur du cylindre) et, par suite, entraînerait un accroissement considé- rable du prix de revient de ce dernier..
Suivant l'invention,cette difficulté est surmontée grâce à une ceinture ou anneau de guidage spécial, monté autour du cylindre de fa- çon à être entouré par la zone d'échappement, ledit anneau de guidage pré- sentant des orifices ou lumières prolongeant les orifices d'échappement du cylindre proprement dit.
De ce fait, il devient possible de conserver un modèle très simple de lumière d'échappement car, tout d'abord, les lumières d'échappement peuvent être uniformes et, en second lieu, elles peuvent ê- tre d'une forme rectiligne simple, leur direction vers le conduit de sortie étant soit radiale, soit oblique et les lumières des deux côtés du plan a- xial du cylindre passant par l'axe du conduit de sortie étant symétriques par rapport audit plan, tandis que la déflexion spéciale désirée du gaz d'échappement peut être obtenue au moyen de l'anneau de guidage, les ori- fices prévus dans ce dernier pouvant, selon l'invention, dévier de façon convenable vers le conduit de sortie.
Cette déflexion ne doit pas nécessairement être uniforme pour tous les orifices mais elle peut être adaptée, pour les orifices pris indi- viduellement, à la position de ces derniers par rapport au conduit de sor- tie, de façon que l'on obtienne, pour chaque orifice, la forme et la direc- tion la plus convenable. Le modèle exact désiré des orifices de l'anneau de guidage n'implique pas de difficultés spéciales car l'anneau est facile à produire, comme une pièce de précision, par exemple par coulage, soit en une pièce, soit en deux parties ou davantage. Le modèle en plusieurs parties sera, dans de nombreux cas, préférable car il permettra un montage et un dé- montage facile. L'anneau de guidage conforme à l'invention peut, toutefois, également être composé d'aubes séparées.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, la surface de la section transversale (la section transversale de passage) des diffé- rents orifices de l'anneau de guidage diminue dans le sens de l'écoulement, c'est-à-dire de l'intérieur vers l'extérieur. Un tel étranglement a pour avantage de pouvoir déterminer une retenue des matières étrangères, notam- ment des morceaux de bagues de piston brisées, qui autrement pourraient ê- tre entraînées par le gaz d'échappement dans le conduit de sortie et, en- suite, dans la turbine à gaz d'échappement, dont un arrêt inopiné pourrait être occasionné par ces matières étrangères.
Selon l'invention, le rétrécissement des orifices de l'anneau de guidage est avantageusement prévu dans une mesure telle que la surface d'échappement totale des orifices soit approximativement égale à la surface de la section transversale du conduit de sortie. Si, par exemple, en vue d'assurer une retenue efficace des matières étrangères, un rétrécissement particulièrement poussé des orifices de l'anneau de guidage est choisi, le nombre desdits orifices peut, suivant l'invention, être élevé au-delà de la normale, de façon que la surface d'échappement totale des orifices puis- se, malgré le rétrécissement marqué de ceux-ci, correspondre néanmoins tout à fait ou sensiblement à la surface de la section transversale du conduit de sortie.
Afin que l'on puisse respecter une faible largeur des orifices de l'anneau de guidage, à leur côté externe, en vue d'assurer la retenue des matières étrangères, on peut également prévoir un accroissement de la hauteur des orifices, du c8té interne au côté externe, la largeur étant a- lors simultanément diminuée dans le même sens. S'il s'avère difficile de prévoir la largeur de la fente suffisamment petite pour la retenue des ma- tières étrangères, on peut également recourir à un montage d'insertions con- venables dans les orifices de l'anneau de guidage et ces insertions doivent être prévues de façon à n'offrir aucune résistance ou, en tout cas, une ré- sistance tout à fait insignifiante seulement au passage des gaz.
Dans le
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cas d'anneaux de guidage composés d'aubes, on peut monter deux aubes ou da- vantage par lumière du corps intérieur du cylindre.
Suivant un mode de réalisation particulier, on peut 'utiliser des lumières de cylindre divisées dans le sens axial de ce dernier, de pré- férence en une partie de petite hauteur et en une partie de plus grande hauteur de telle façon que pendant l'échappement, le piston découvre tout d'abord la section des lumières la moins haute et, ensuite, la section des lumières la plus haute, et, selon l'invention, l'anneau de guidage est alors divisé de façon correspondante. Cet agencement est destiné en particulier aux moteurs turbo-chargés,dont le sens de rotation doit pouvoir être inver- sé sans aucune inversion des ouvertures d'échappement et d'admission.
Cet agencement de l'anneau de guidage présente des avantages en ce qui concer- ne l'écoulement et la puissance, la première partie du gaz d'échappement, qui s'échappe à une vitesse élevée, ayant un meilleur guidage grâce à la section de lumières particulière . Les lumières de cette section ainsi que les lumières de l'autre section peuvent avantageusement être prévues avec une hauteur croissant de l'intérieur vers l'extérieur, combinée, si c'est nécessaire, à une largeur décroissante comme mentionné plus haut.
L'invention est illustrée par le dessin ci-annexé, au moyen de quelques exemples de réalisation.
La figure 1 montre une coupe longitudinale, suivant la ligne
I-I de la figure 2, d'une partie d'un cylindre, avec les éléments qui s'y rattachent, dans un moteur à deux temps, selon l'un des modes de réalisa- tion de l'invention.
La figure 2 montre la même partie en coupe transversale sui- vant la ligne II-II de la figure 1, seules les lumières de la moitié anté- rieure du cylindre ayant été représentées, et la figure 3 montre une partie d'un cylindre avec l'anneau de guidage d'échappement, suivant un autre mode de réalisation de l'invention.
Aux figures 1 et 2, 1 désigne le cylindre proprement dit, 2, une chemise d'eau de refroidissement entourant le cylindre et 3, les lumiè- res d'échappement du cylindre. Extérieurement auxdites ouvertures ou lumiè- res 3, il est prévu, selon l'invention, une ceinture ou anneau de guidage spécial 4, présentant des ouvertures 5, formant des prolongements des lu- mières 3. Autour de l'anneau de guidage 4 est prévue une zone d'échappement
6, qui, à son tour, est entourée par une chemise d'eau de refroidissement
7. La zone d'échappement 6 se termine par une bride 8, à laquelle, comme il est montré à la figure 2, peut être raccordé un conduit de sortie 9, menant à une turbine à gaz d'échappement.
Les lumières 3 du cylindre sont dirigées, de façon rectiligne, de l'intérieur vers l'extérieur du cylindre mais en oblique vers le conduit de sortie 9 et leur direction peut, comme il est indiqué à la figure 2, for- mer un angle de 30 avec le rayon. Les lumières, non représentées, qui sont situées dans la moitié du cylindre montrée postérieurement au dessin sont placées symétriquement aux lumières 3 représentées, par rapport à un plan central du cylindre passant par l'axe de la bride 8. Il en est de même des ouvertures 5 de l'anneau de guidage 4. Lesdites ouvertures 5, comme il est montré, dévient fortement vers le conduit de sortie 9 et vont en se rédui- sant de l'intérieur vers l'extérieur.
Elles peuvent, comme il est montré en traits pleins à la droite de la figure 1, être d'une hauteur constante mais elles peuvent également, ainsi qu'il est montré en pointillé, avoir une hauteur croissant de l'intérieur vers l'extérieur. Corrélativement, l'allure de la zone d'échappement 6 peut être modifiée de la fagon indiquée en pointillé.
L'anneau de guidage 4 représenté est supposé composé de deux parties, une moitié antérieure et une moitié postérieure, et ceci permet l'assemblage et le désassemblage de l'anneau. 6a désigne un anneau de cou-
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verture destiné à fermer la zone d'échappement à sa partie supérieure.
La figure 3 montre un mode de réalisation selon lequel l'anneau de guidage 4 est divisé ou formé de telle manière qu'il présente une série supérieure d'ouvertures 5a et une série inférieure d'ouvertures 5b, les ou- vertures 5a, qui les premières sont découvertes par le piston lors de l'é- chappement, étant moins hautes que les ouvertures 5b. Le corps intérieur de cylindre 1 est, de façon correspondante, réalisé avec deux séries de lumiè- res 3a et 3b respectivement. La hauteur des lumières 3a peut, par exemple, correspondre à un tour de vilebrequin de 10-20 ,tandis que l'ouverture des lumières inférieures 3b peut commencer, par exemple, lorsqu'un tour de vi- lebrequin de 5#15 a été fait, après que les lumières 3a ont été tout à fait découvertes.
Ainsi qu'il est représenté à la figure 3, les ouvertures 5a et 5b de l'anneau de guidage sont prévues avec une hauteur croissant de l'in- térieur vers l'extérieur et, dans ce cas, la largeur des ouvertures peut en même temps diminuer.
La figure 2 montre le montage des insertions précitées,selon différents modèles, 10, 11 et 12, respectivement sous forme plate, sous forme cylindrique et sous forme d'aube.
REVENDICATIONS.
1. Agencement pour moteurs à combustion interne à deux temps, avec échappement des produits de la combustion par des lumières de cylin- dre commandées par piston, vers un espace cylindrique entourant le cylindre, espace duquel les produits de la combustion sont dirigés vers un conduit de sortie menant, par exemple, à une turbine à gaz d'échappement, caracté- risé en ce que, autour du cylindre, il est prévu, de fagon à être entouré par la zone d'échappement, une ceinture ou anneau de guidage spécial, avec des ouvertures formant des prolongements des lumières d'échappement du cy- lindre proprement dit.