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La présente invention concerne d'une façon,générale des moteurs à combustion interne du type à allumage par compression et ayant de préférence des chambres d'injection, de mélange et de combustion sphériques, d'un volume relativement petit, une par cylindre du moteur, le volume minimum du cylindre étant relativement grand et chaque cylindre et la chambre de préférence sphérique qui lui est associée étant mis en communication l'un avec l'autre par un passage.
L'Invention a plus particulièrement pour objet des moteurs à allumage par compression du type général susdit et qui comportent d'une manière générale les perfectionnements exposés dans le brevet américain antérieur Reissue n 19.742 redélivré le 22 Octobre 1935 à Otis D. Trelber correspondant au brevet américain Initial n 1.960.093 délivré le 22 mal 1934. La présente Invention a aussi plus particulièrement pour objet des moteurs à allumage par compression du type indiqué d'une façon générale dans le dit brevet U.S. n Re. 19.742 et le type de ces moteurs spécifi- quement énoncé dans le précédent brevet américain n 2.062.951 délivré le 1er décembre 1936 à Otis D.
Trelber (brevet français n 793. 233)
Dans chacun des dits brevets U.S. n Re. 19.742 et n 2.062.951 est décrit un moteur à combustion interne, à allumage par compression, à grande vitesse, à taux de compression élevée, à grande puissance, dans lequel les chambres sphériques sont entièrement placées sur le coté des cylindres et dans lequel les passages ouvrent sur les cylindres à travers la paroi de ceux-ci et dans lesquels la paroi de chaque passage qui est normalement à la partie supérieure constitue le prolongement horizontal, latéral et continu de la face inférieure, de préférence plane, de la culasse du cylindre et est tangente à la surface sphérique interne de la chambre sphérique ou à volume constant ;
ce moteur est caractérisé en outre par une injection par côté et vers le haut de l'hydrocarbure liquide combustible dans les chambres sphé- riques, chaque jet de combustible pulvérisé ayant son origine de préférence du cOté du passage correspondant qui est tourné vers le vilebrequin et étant dirigé latéralement et vers en haut vers le dit passage et vers la face interne plane de la culasse du cylindre.
Les moteurs comportant les perfectionnements exposés dans les dits brevets U.S. n 19.742 et n 2.062.951 sont caractérisés par leur fonctionnement à des vitesses relativement élevées qui peuvent aller de 2.000 à 3.000 tours/minute et à des pressions moyennes indiquées relativement élevée/!!, qui peuvent atteindre 12 Kg. par cm2 à 2. 000 tours/minute, et par suite avec un rendement énergétique relativement élevé, qui est réalisé à un taux économique de consommation de combustible.
Dans les moteurs décrits dans le brevet U.S. n 2.062.951, les chambres à volume constant sont constituées par des pièces agencées en vue d'une fabrication Industrielle relativement facile et qui forment des chambres à volume constant ayant une surface sphérique interne de superficie' maximum; les pièces de chaque chambre à volume constant se complètent-pour former en même temps une partie du passage de communication avec le cylindre, d'une hauteur inférieure au rayon de la surface sphérique interne.
Les moteurs décrits dans le brevet U.S. n 2.062.951 sont en outre construits et agencés de manière à éliminer effectivement le cognement ou les détonations dans le fonctionnement du moteur, sans perte sensible de puissance grâce à un déflecteur, de préférence languette ou écran masquant en partie l'orifice du passage en partant de la paroi inférieure de l'extrémité de ce passage de communication ouvrant sur la chambre à volume constant. La surface interne de la languette est un prolongement de la surface sphérique interne de la "boule" ou chambre à volume constant et la languette est agencée pour intercepter le jet conique de combustible pulvérisé injecté contre elle en direction du passage.
Les moteurs à combustion interne à allumage par compression combinant les perfectionnements des dits brevets U.S. n Re. 19742 et 2.062.951 sont
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largement entrés en usage.
Dans l'exploitation des moteurs à combustion interne à allumage par compression comportant les perfectionnements exposés dans l'un ou plus des deux susdits brevets U.S.n Re 19.742 et n 2.062.951, on a quelquefois mélangé au gas-oil ou à l'huile Diesel combustible un composé sulfu- reux et il en est résulté la formation sur le ou les pistons d'un moteur ainsi alimenté avec ce combustible additionné de composés sulfureux, d'une accumulation ou dépôt de matière carbonée qui provoque une attaque de la paroi interne du cylindre ou de la chemise intérieure du cylindre.
Un tel dépôt de matière carbonée peut être plus généralement appelé "dépôt de matière étrangère oxydable sur le piston".
On croit que l'accumulation ou le dépôt d'une telle matière étrangère oxydable sur le piston résulte de la combustion incomplète du combustible, tel que le combustible à addition de composés sulfureux indiqué cidessus.
La présente invention a d'une façon générale pour but de réaliser un moteur à combustion interne à allumage par compression pouvant être ali menté par un combustible à addition de composés sulfureux ou autre combustible provoquant d'ordinaire une accumulation ou dépôt d'hydrocarbures partiellement oxydés sur le ou les pistons du moteur, et dans lequel les pièces du moteur sont construites et agencées l'une avec l'autre de manière à réduire ou à empêcher complètement cette accumulation ou dépôt de matière étrangère oxydable sur le ou les pistons du moteur. On peut dire d'un moteur à combustion interne à allumage par compression ainsi perfectionné qu' il fonctionne avec des pistons non encrassés.
Le moteur faisant l'objet de l'invention peut comporter les perfectionnements prévus par l'un ou l'autre des dits brevets U.S. n Re. 19.742 et n 2. 062.951 et/ou les perfectionnements de l'une ou l'autre des demandes de brevet américain de Matthew C. Kuepfer, déposées respectivement le 1er Décembre 1951 sous le n 259.365 et le 22 Décembre 1952 sous le n 327. 239
La présente invention consiste d'une façon générale à munir les pistons d'un moteur à combustion interne, combinant de préférence les perfectionnements des dits brevets U.
S. n 19.742 et n 2.062.951 et des dites demandes de brevet U.S. n 259. 365 et n 327.239, d'une paroi supérieure de préférence circulaire et d'une paroi latérale tubulaire ou jupe partant de la paroi supérieure et dirigée vers le vilebrequin du moteur, cette paroi tubulaire ou jupe comprenant une partie s'étendant de préférence sur plus de la moitié de la périphérie de la paroi latérale ou jupe et une partie évidée plus petite s'étendant sur le reste de la périphérie de la paroi latérale ou jupe,
cette partie évidée se déplaçant au cours du fonc- tionnement du moteur devant l'orifice du passage débouchant dans l'alésage du cylindre ou chamnre à volume variable dans laquelle fonctionne le piston et le dit passage s'étendant entre le dit cylindre et la dite boule ou chambre à volume constant dans laquelle le combustible est injecté.
Un exemple de réalisation d'un moteur à combustion interne à allumage par compression de ce genre est représenté aux dessins ci-joints dans lesquels : - la Fig. 1 est une coupe transversale fragmentaire d'un moteur à combustion interne à allumage par compression fonctionnant avec pistons sans encrassement, certaines pièces étant enlevées pour montrer des détails de construction et d'agencement, et dans lequel le piston est figuré à une certaine distance de la cubasse du cylindre et du passage reliant la chambre à volume variable avec la boule et peut être considéré comme se déplaçant vers la culasse du cylindre lors de sa course de compression, avant qu'il commence à franchir l'extrémité du passage aboutissage à l'alésage du cylindre ;
- la Fig. 2 est une coupe horizontale fragmentaire suivant la ligne
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2-2 de la Fig. 1, en regardant dans la direction des flèches; - la Fig. 3 est une vue en plan séparée du dessus du piston perfectionné représente dans le moteur des Figs. 1 et 2; - la Fig. 4 est une vue de profil de ce piston, en regardant dam la direction des flèches 4-4, Fig. 3 ; - la Fig. 5 est une coupe horizontale fragmentaire suivant la ligne 5-5 de la Fig. 4, en regardant dans la direction des flèches; - la Fig. 6 est une coupe verticale fragmentaire à plus grande échelle de ce piston, suivant la ligne 6-6 de la Fig. 3, en regardant dans la direction des flèches; - la Fig. 7 est une vue partielle, à plus grande échelle, analogue à la Fig. 1 et montrant le piston au point mort haut dans sa course de compression;
et - la Fig. 8 est une coupe verticale suivant la ligne 8-8 en regardant dans la direction des flèches.
Les mêmes numéros de référence désignent les mêmes pièces dans toutes les figures.
Le moteur à combustion interne à allumage par compression représenté est désigné dans son ensemble par la référence 10 et il comporte les perfectionnements combinés des dits brevets U.S. n Re. 19.742 et n 2.062.591 et des dites demandes de brevets U.S. n 259. 365 et n 327.230 et les perfectionnements faisant l'objet de la présente demande.
Le moteur 10 est un moteur à combustion Interne à allumage par compression, à six cylindres, à quatre temps à simple action, à grande vitesse, dans lequel l'air nécessaire à la combustion est normalement fourni directement par l'atmosphère et dans lequel des charges d'hydrocarbure liquide combustible, tel que l'huile Diesel, sont successivement injectées dans les chambres de combustion du moteur à des Intervalles successifs réglés dans le temps,une charge étant injectée dans la chambre de combustion de chacun des cylindres au cours du cycle à quatre temps des pistons.
Le moteur 10 comporte, en combinaison avec les autres pièces d'un moteur à combustion Interne à grande vitesse, un bloc moulé 11 d'une seule pièce comportant le carter, non figuré et la partie supérieure formant bloc des cylindres 12, tandis que des blocs de culasse 13, antérieur et postérieur sont fixés à l'extrémité supérieure du bloc des cylindres 12, chaque bloc de culasse de cylindres correspondant à trois cylindres (un seul bloc de culasse 13 étant figuré sur les dessins).
Le bloc des cylindres 12 comporte intérieurement les fûts de cy- lindres, l'un d'eux étant figuré sur les dessins et désigné par la référence 14; il est de préférence venu de matière avec le bloc des cylindres, de préférence en fonte. Comme on le voit le cylindre 14 est pourvu d'une chemise intérieure cylindrique 14-1.
Chaque chemise intérieure de cylindre 14 présente un alésage 20, et dans chaque alésage de cylindre 20 est monté un piston 21 pour effectuer un mouvement de va et vient de la manière habituelle dans les moteurs à vitesse élevée.
Chaque culasse de cylindre 13 comporte une paroi 28 située norma lement à la partie inférieure recouvrant chacun des cylindres par une surface Inférieure 29, de préférence plane et obturant l'extrémité supérieure de 1' alésage 20 du cylindre considéré.
Comme on le voit, un joint habituel 30 peut être Intercalé entre la paroi inférieure 28 de chacune des culasses 13 et la paroi supérieure 15 du bloc de cylindres 12.
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Comme il est indiqué, le moteur 10 est un moteur à soupapes en tête, et, en conséquence, la paroi inférieure 28 de chaque culasse de cylin- dre 13 comporte intérieurement, au-dessus de l'extrémité normalement supérieure de l'alésage 20 de chacun des cylindres qu'elle recouvre, un siège de soupape d'admission d'air 33 et un siège de soupape d'échappement 34.
Une soupape 35 est montée dans chaque siège de soupape 33, et une soupape 35' dans chaque siège de soupape 34, et chacune de ces soupapes comprend une tête de soupape 36 s'ajustant dans son siège respectif et une tige de soupape 37 se prolongeant au-dessus de la culasse.
A l'intérieur des culasses de cylindres 13 sont montés des guides de tiges de soupape 38 et chacune des têtes de soupape est normalement maintenue sur son siège par les moyens habituels, tel un jeu de ressorts de compression 39 dont une extrémité s'appuie contre un siège de ressort 40 aménagé autour de chacun des guides de soupape 38 dans les culasses de cy- lindres 13, et l'autre extrémité contre une rondelle à épaulement, non figurée, fixée de la manière habituelle à l'extrémité supérieure de chacune des tiges de soupape 37.
Chacun des sièges de soupape d'admission 33 est à l'extrémité d'un conduit d'admission d'air 53, limité par des parois des culasses de cylindres 13, et les conduits d'admission de chaque culasse débouchent dans un tuyau d'admission 54 et chaque tuyau d'admission 54 communiquant de préférence, au moyen d'un coude, non figurée avec un épurateur d'air, non figuré.
Chaque siège de soupape d'échappement 34 est à l'extrémité d'un conduit d'échappement 57, limité par les parois des cylasses de cylindres 13 et les conduits d'échappement de chaque culasse de cylindres aboutissant à leur extrémité externe à une bride de raccordement, non figurée, par laquelle les conduits d'échappement communiquent avec un collecteur d'échappement, non figuré.
Le moteur 10 comprend une chambre Cv constituée à l'intérieur de l'alésage 20 de chacune des chemises intérieures de cylindre 14-1 entre la paroi circulaire plane 62 du piston 21 et la paroi circulaire plane de la culasse de cylindre recouvrant l'alésage 20 considéré.
Chacune des chambres Cv, par suite du mouvement de va et vient du piston, constituant une des parois de celle-ci, peut être désignée sous ke nom de chambre à volume variable; au point mort haut, c'est-à-dire quand la face extrême 62 de chaque piston 21 atteint sa position la plus éloignée du vilebrequin, il n'existe qu'un jeu mécanique entre le dessus 62 du piston et la face plane opposée 29 de la culasse de cylindres.
Il existe en outre une chambre à volume constant Cc par cylindre Chacune est disposée contre la chambre de volume variable correspondante et sur le côté de celle-ci; entre chaque chambre de volume constant Cc et son cylindre, les parois du moteur forment un passage P qui fait communiquer entre elles la chambre à volume constant Cc et la chambre à volume variable C voisine. v
Chaque chambre à volume constant Cc est limitée par une paroi interne courbe 70 qui est partiellement symétrique autour d'un axe passant par le centre 71 de cette chambre Cc et perpendiculaire au plan passant par le centre 71 de la chambre à volume constant et l'axe longitudinal de l'alpage du cylindre voisin.
Comme il est indiqué sur les figures, la surface interne courbe 70 de chaque chambre à volume constant Cc est de préférence sphérique, la chambre CC formant grosso-modo une boule.
Chaque passage P reliant une chambre à volume constant Cc particulière à la chambre à volume variable Cv voisine comporte une paroi interne 73 qui prolonge latéralement avec une certaine pente la paroi interne de préférence plane 29 de la culasse de cylindres de la chambre à volume varia-
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ble C et qui est tangente à la paroi Interne courbe 70 de la chambre à volume constant Cc .
La largeur W de chacun des passages P est de préférence, et comme le montre le dessin, un peu plus grande que le diamètre de la surface sphérique interne 70 de chaque chambre à volume constant Cc, et la hauteur minimum h de chaque passage P est de préférence un peu inférieure au rayon de la surface sphérique interne 70.
Ainsi qu'il est représenté, chaque chambre à volume constant Cc ou "boule" est constituée par un ensemble de pièces montées dans un logement ou cavité 74 formé dans la paroi supérieure extrême 15 du bloc des cylindres 12. La surface Inférieure 74-1 formant le fond de chaque cavité 74, est hémisphérique. La surface supérieure 74-2 de chaque cavité est cy- lindrique et son axe vertical passe par le centre de la surface hémisphé- rique 74-1, le rayon de la surface cylindrique 74-2 étant le même que le rayon de la surface hémisphérique 74-1.
Chacune des boules Cc et les parties de son passage de communication P, comprennent, comme il est indiqué, une pièce inférieure ou coupelle 75 et une pièce supérieure 76, séparables l'une de l'autre et qui se complètent et remplissent l'une des cavités 74.
Chaque coupelle inférieure 75 comprend un fond 75-1, extérieurement et Intérieurement hémisphérique, une partie supérieure 75-2 extérieu- rement cylindrique se raccordant avec l'extrémité supérieure de la co- quille hémisphérique 76-1, et une surface extrême plane 75-5.
La surface externe hémisphérique du fond 75-1 de chaque coupelle s'adapte sur la surface interne hémisphérique 74-1 de sa cavité 74.
La partie supérieure 76 de chaque boule Cc est extérieurement cylindrique et son extrémité supérieure se prolonge vers en haut, au delà de la paroi supérieure 15 du bloc des cylindres 12, et pénètre dans un évidement cylindrique ouvert vers le bas 77 aménagé dans la paroi infé- rieure adjacente 28 de la culasse de cylindres. Chaque pièce supérieure 76 comporte une cavité 78 ayant une surface interne courbe 78-1 se raccordant aux parties sphériques internes de la coupelle inférieure 75.
Chaque cavité 78 comporte aussi une surface plane 79-1 dirigée tangentiellement à la surface Interne courbe 78-1 et des surfaces latérales opposées 79-2 et 79-3 convergeant vers les cotés de la surface plane tangentielle 79-1 et vers la surface interne courbe 78-1. La surface tangentielle plane 79-1 a une légère inclinaison vers le haut à partir de sa jonction avec la surface courbe 78-1 et forme avec les surfaces latérales opposées 79-2 et 79-3 et avec une partie de la surface supérieure plane extrême 75-5 de la pièce inférieure 75 opposée à la surface tangentielle plane 79-1, l'extrémité du passage de communication P considéré, tournée vers la chambre à volume constant.
La surface plane 79-1 de chaque pièce supérieure 76 est donc 1' extrémité tournée vers la chambre à. volume constant de la surface interne plane 73 du passage P pris dans son ensemble.
Les parties restantes de chaque passage P sont constituées par un prolongement de la face interne 29 de la chambre à volume variable Cv adjacente et communiquante, par les faces latérales d'une rainure 81 aménagée dans la paroi supérieure 15 du bloc de cylindres 12 entre la chambre à volume variable Cv et la cavité adjacente 74, et par une partie extrême cylindrique de la surface supérieure plane extrême 75-5 de la pièce inférieure 75.
La soupape d'admission d'air précédemment décrite dans son ensemble comprend des moyens actionnés de la manière habituelle pour introduire de préférence de l'air atmosphérique comprenant de l'oxygène gazeux ou, en d'autres termes, un milieu entretenant la combustion, dans chaque
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chambre de volume variable C lors de la course d'admission d'air du piston de cette chambre;
et la soupape d'échappement précédemment décrite dans son ensemble, donne le moyen de vider chaque chambre de volume variable Cv durant la course d'échappement du piston de celle-ci,
Il est également prévu des moyens pour injecter de préférence un hydrocarbure combustible liquide dans chaque chambre de volume constant Cc, de préférence pendant la course de compression du piston qui lui est associée et, comme l'indique le dessin, le moyen d'injection du combustible comporte pour chacune des chambres à volume constant Cc un gicleur central 82; chacun de ces gicleurs est monté pour fonctionner dans le bloc de cylindres 12, et son extrémité de décharge se prolonge et se termine dans la chambre de volume constant Cc à laquelle le gicleur considéré est associé.
Chaque gicleur 82 est de construction normale et il est agencé pour introduire dans la chambre de volume constant Ce à laquelle il est associé un jet pulvérisé conique 90 de particules de combustible$ ce jet conique ayant son origine 0 située entre le plan de la face interne de la culasse des cylindres et un plan de déplacement du piston à partir de la surface interne de la culasse des cylindres c'est-à-dire du côté vile- brequin du passage P; et l'origine 0 du jet est située de préférence du côté de la chambre intérieurement sphérique de volume constant Cc opposé au passage P et le jet est dirigé de préférence, comme l'indique le dessin latéralement et vers le haut en direction du passage P et vers le plan de la face interne 29 de la culasse des cylindres; tout cela est surtout visible à la Fig. 1.
L'axe longitudinal 91 de chaque jet conique est situé de préférence dans le plan qui est celui du dessin à la Fig. 1, passant par le centre 71 de la chambre (de préférence intérieurement sphérique) de volume constant Cc à laquelle il est associé., et par l'axe longitudinal 72 de l'alésage 20 du cylindre auquel cette chambre est associée.
Pour assurer le réglage du courant de gaz chaud émergeant de chaque chambre à volume constant par le passage qui lui est associé, chaque coupelle inférieure 75 est pourvue d'un moyen combiné d'injection du combustible et de déviation et d'un moyen directeur du courant gazeux qui sont constitués comme il est indiqué, et de préférence, par une languette ou écran 76-7, qui se dirige vers le haut, au-dessus de la surface plane extrême 75- 5 de la coupelle inférieure 75, dans l'orifice tourné vers la chambre de volume constant du passage P qui lui est associé, et la surface interne de chaque languette 76-7 est le prolongement de la surface sphérique interne de la coupelle 75-1.
Un épanouissement 75-7 ayant des faces latérales parallèles 75-8 et 75-9 s'étend parallèlement sur les côtés opposés d'un plan de symétrie indiqué par le trait mixte 91-1 à la Fig. 2 et passant par le centre de la surface sphérique interne de la pièce inférieure 75. La paroi externe 75- 10 de l'épanouissement 75-7 a une courbure cylindrique concave se conformant à la courbure de l'alésage du cylindre . L'épanouissement 75-7 s'ajuste dans la rainure 81 et sert ainsi au centrage de la coupelle inférieure 75 de la boule. La face supérieure de l'épanouissement 75-7 est le prolongement de la face plane supérieure 75-5 de la coupelle inférieure 75.
Si l'on se reporte en particulier à la Fig. 2, la languette déflectrice 76-7 se prolonge vers le haut à partir de l'extrémité interne de l'épanouissement 75-7, symétriquement par rapport au plan 91-1. L'extrémi- té supérieure de cette languette 76-7 a une courbure convexe 76-8, et d'un côté de la base de la languette 76-7 elle forme un congé 76-9 se raccordant à son extrémité supérieure avec l'extrémité inférieure de la courbure convexe 76-8 et son extrémité externe avec la surface interne de la coupelle inférieure 75.
De l'autre côté, la base de la languette 76-7 forme un congé 76-
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10 se raccordant à sa partie supérieure avec l'extrémité inférieure de la courbure convexe 76-8 à sa partie externe avec la surface sphérique Interne de la coupelle inférieure 75.
Chacun des congés 76-9 et 76-10 possède en outre une pente s'in- clinant vers le bas en direction du fond de la coupelle.
Comme décrit dans le brevet américain n 2.062.951, la superfi- cie de chaque languette ou écran 76-7 est telle qu'elle intercepte la par- tie du jet conique de combustible injecté dans la boule qui est interceptée par la languette ou écran 76-7, ce qui empêche ainsi l'injection de com- bustible non pulvérisé et non mélangé d'air dans la chambre de volume va- riable Cv par le passage P.
La superficie de chaque languette ou écran 76-7 est de préféren- ce et comme l'indique le dessin, relativement petite comparée à la super- ficie totale du passage P qui lui est associé, ce passage s'ouvrant au-des- sus et de part et d'autre de la languette ou écran.
Comme il a été dit précédemment il n'est prévu de préférence qu' un jeu mécanique entre la face supérieure plane de chaque piston et la face plane Interne opposée 29 de la culasse des cylindres au point mort haut du piston et le volume total de chaque chambre à volume constant et du passage
P associé, qui constitue le volume résiduel du cylindre considéré à fin de course du piston est petit par rapport au volume maximum de la chanbre de volume variable associée Cv, de sorte que le taux de compression du moteur peut être élevé, 14/1 par exemple.
Les pièces du moteur 10 non spécialement décrites ici peuvent être construites comme il est exposé dans le dit brevet U.S. n 2.062.951, ou peuvent être d'autres pièces de moteur classiques et analogues.
La surface externe de la coupelle inférieure 75 de la boule est pourvue au-dessous de la languette 75-7 d'une partie cylindrique 75-11 ainsi que l'indique la Fig. 7. Cette partie cylindrique 75-11 forme un évidement, par rapport à la partie supérieure externe cylindrique 75-2 et à la partie inférieure hémisphérique 75-1 de la coupelle Inférieure 75 constituant la chambre de volume constant, le rayon de cette partie cylindrique 75-11 étant Inférieur au rayon de la partie cylindrique externe 75-2 de la pièce 75.
Dans la construction du moteur 10, la partie de la paroi de la coupelle inférieure de la boule, comprenant la dite partie cylindrique en plus mince que les autres parties de la paroi de la coupelle et cette partie plus mince de la paroi est située au-dessous de la languette portée par la coupelle.
La partie cylindrique 75-11 est écartée de la surface supérieure cylindrique 74-2 du logement de la coupelle inférieure 75.
Dans le fonctionnement du moteur 10 comportant les présents per- fectionnements., la course d'aspiration de chacun des pistons aspire de l' air dans.la¯chambre à volume variable C de ce piston et la course de compression du piston qui lui fait suite comprime la charge d'air et la refoule très rapidement, en accroissant sa pression et sa vitesse, de la chambre à volume variable Cv, par le passage associé, dans la boule ou chambre à volume constant associée Ce.
Quand le piston traverse et franchit l'ouverture du passage P au cours de sa course de compression, l'ouverture du passage P diminue rapidement de superficie.,, ce qui accroît encore la pression et la vitesse de l'air en cours de refoulement par le passage P vers la chambre à volume constant Cc.
Comme Indiqué précédemment, la paroi 73 du passage est le prolongement de la face plane 29 de la chambre de volume variable Cv et est tangente à la surface symétrique interne 70 de préférence sphérique de la chambre de volume constant Cc, ce qui provoque un tourbillon exceptionnellement
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efficace de l'air refoulé dans la chambre Cc, la vitesse du tourbillon augmentant à mesure que le piston franchit le passage P et approche de son point mort haut.
Le combustible est injecté de la manière décrite précédemment dans une direction qui coupe le trajet de l'air en rotation dans la chambre de combustion Ce et la combustion qui en résulte prend le caractère voulu; de ce fait le moteur fonctionne à des vitesses relativement élevées et avec une pression moyenne indiquée relativement élevée.
Il est à noter que, quand le jet conique de combustible 90 in- jecté dans une boule Cc frappe la languette déflectrice 76-7 dans la passage P sous un certain angle avec la face tangentielle du passage, il y a déviation d'une partie du jet de combustible au-dessus et de part et d'autre de la dite languette 76-7 de sorte qu'une partie du jet est frappée directement par la charge d'air entrant dans le passage P du côté de la boule .
Cet effet combiné est tel que le mélange de la charge de combustible avec la charge d'air entrant commence en pratique à l'extrémité du passage du côté de la boule et se poursuit au cours de tout le mouvement de cette charge d'air dans la boule.
Le cycle complet de mélange et de combustion et le début de 1' action de mélange de chaque unité de volume de la charge d'air quand elle pénètre dans sa chambre sphérique latérale doivent avoir lieu dans un temps très court et la possibilité de réaliser le mélange au cours d' une période maximum ou fraction maximum du cycle complet de mélange et de combustion est d'une grande importance.
Le fonctionnement du moteur perfectionné 10 jusqu'ici décrit est essentiellement le même que celui du moteur décrit dans le dit brevet U.S. n 2. 062.951. Un moteur comportant seulement la construction visée par le dit brevet U.S. n 2. 062.951 a les inconvénients précédemment exposés et qui peuvent être résumés comme comportant :
1 ) transmission insuffisante de la chaleur de la para) du cylin- dre et de la chambre de volume constant ou chambre de mélange et de combustion Ce à l'air de refroidissement;
2 ) dilatation de parties des parois rapportées de chaque chambre de mélange et de combustion de nature à déformer les parties voisines de la paroi du cylindre; et
3 ) écoulement médiocre des gaz chauds émergeant de chaque chambre de mélange et de combustion Cc.
Ces inconvénients sont surmontés par les perfectionnements exposés dans les dites demandes de brevet U. S. de Matthew C. Kuepfer, n 259. 365 et n 327.239 et qui sont incorporés au présent moteur perfectionné 10 avec les conséquences suivantes :
Dans le présent moteur perfectionné 10, tel que ci-dessus décrit, chaque chambre de mélange et de combustion Cc forme une boule comprenant une coupelle inférieure 75 et une pièce supérieure 76 qui peuvent être séparées l'une de l'autre et qui s'ajustent ensemble dans un des logements 74.
La coquille hémisphérique relativement mince 75-1 de la coupelle inférieure 75 est surmontée par la partie supérieure extérieurement cylindrique 75-2, qui a des parois plus épaisses et par la pièce supérieure extérieurement cylindrique 76, qui a des parois plus épaisses, et ces épaisseurs différentes de paroi assurent un moyen d'accumulation et de transmission de la chaleur pour chaque chambre de mélange et de combustion Cc, de sorte que la transmission de la chaleur de la chambre Cc à l'eau de refroidissement par les parois de la cavité 74 est favorisée, tandis que la transmission de la chaleur de la chambre Cc à la paroi du cylindre associé et à d'autres parties du bloc des cylindres qui ne sont pas en contact direct avec les pièces 75 et
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76 est retardée,
Ainsi qu'il est exposé ci-dessus.,
la partie cylindrique externe plus mince 75-11 de la coupelle inférieure 75 est espacée des parois op- posées de la surface supérieure cylindrique interne 74-2 et des parties su- périeures de la surface inférieure hémisphérique interne 74-1 de son loge- ment 74 dans le bloc de cylindre.
Cet espacement de la partie cylindrique externe plus mince 75-11 des parties opposées de son logement 74 forme joint de dilatation entre la coupelle inférieure 75 et le bloc de cylindres dans lequel elle est montée.
Ce joint de dilatation, comme l'indique le dessin, est situé de préférence au-dessous de la languette 75-7 de la coupelle inférieure 75. La dilatation de la coupelle inférieure 75 sous l'effet d'une élévation de température en cours de marche du moteur est ainsi localisée dans sa partie cylindri- que externe plus mince 75-11, et cette dilatation se produit grâce au jeu de dilatation, sans poussée de la partie dilatée contre la partie opposée de la paroi du cylindre qui lui est associé. Il n'y a pas, en conséquence, de déformation appréciable de la paroi du cylindre associé.
En conséquence, dans le moteur perfectionné 10 des cylindres ayant un alésage maximum peuvent être montés dans un bloc de cylindres moulé stan- dard sans qu'il se produise de fissures d'aucune partie des cylindres ou chemises intérieures de cylindre pendant la marche du moteur.
Du point de vue de l'écoulement dez gaz chauds, depuis chaque bou- le Cc par le passage P jusque dans la chambre Cv correspondante, l'existence des congés à profil en pente 76-9 et 76-10 de part et d'autre de la languette convexe 76-7, fait que les gaz chauds se dirigent vers le haut en sortant de la chambre Cc de manière à frapper la face inférieure 29 de la culasse des cylindres 13 et non point la face terminale du piston 62, évitant de ce fait d'endommager cette face du piston et les parois du cylindre. De plus, les surfaces inclinées ou arrondies 76-8, 76-9 et 76-10 se fondant l'une dans l'autre et avec la surface interne sphérique de la chambre Cc, réduisent la tendance de surfaces-limites de ce genre à brûler quand elles présentent des angles vifs.
Les congés 76-9 et 76-10 se comportent comme des canaux inclinés vers le haut, de part et d'autre de l'écran déflecteur 76-7.
Dans le moteur 10, la pièce supérieure 76 de chaque boule est empêchée de tourner dans son logement 74 grâce à une rainure verticale 74-4 dans la surface cylindrique supérieure 74-2 du logement 74. Un goujon 76-11 se visse dans un trou latéral de la pièce 76 et pénètre dans la rainure 74-4.
Au besoin, chaque pièce supérieure 76 peut être soudée à la pièce inférieure 75 qui lui est associée.
Les pièces 75 et 76 formant la boule sont faites chacune en un métal résistant à la chaleur qui protège le bloc en fonte des cylindres de tout dommage par les gaz chauds dans la boule.
Dans la description qui précède, il a été question de congés et de raccordement de certaines surfaces et courbures des boules, ceci afin d' éviter des angles ou changements de direction brusques.
Un moteur à combustion interne à allumage par compression ne comportant que les perfectionnements exposés jusqu'ici est très satisfaisant dans son fonctionnement quand il est alimenté avec de l'huile Diesel normale.
Cependant, comme indiqué précédemment, quand l'huile Diesel ou autre combustible utilisé est mélangé avec un composé du soufre, il se forme sur les pistons une accumulation ou dépôt d'hydrocarbures partiellement oxydés ou de matière carbonée qui grave ou pique les surfaces internes des cylindres ou chemises intérieures des cylindres dans lesquels se déplacent les pistons ainsi chargés d'un dépôt de matières carbonées.
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Un piston présentant un dépôt de matière carbonée de ce genre peut être qualifié plus généralement de piston encrassé, c'est-à-dire chargé d'un dépôt de matière étrangère oxydable.
En plus des détails de construction ci-dessus décrits le présent moteur perfectionné 10 comporte de nouvelles dispositions constructives qui permettent au moteur de fonctionner sans encrassement des pistons. @
Ces nouvelles dispositions constructives sont incorporées à cha; que piston 21 et elles assurent une coopération entre chacun des pistons perfectionnés 21 et les pièces qui lui sont immédiatement associées à savoir la chambre à volume variable C , la chambre à volume constant Cet le passage de communication P ainsi qu'avec d'autres parties du moteur.
Si l'on se réfère d'abord aux Figs. 3 à 6, chaque piston 21 a une face terminale 62, comme indiqué précédemment, qui est la base d'une par- tie supérieure de piston généralement circulaire 21-1, de laquelle part une paroi latérale tubulaire ou jupe 21-2 sur laquelle et dans laquelle sont aménagés une portée 21-3, des rainures circulaires supérieures de section trapézoïdale 21-4 et des rainures circulaires de section carrée 21-5; des éléments ou cordons de portée étant intercalés entre ces rainures.
Suivant les présents perfectionnements, la portée supérieure 21-3 se compose d'un grand arc de cercle 21-6 s'étendant sur plus de la moitié de son périmètre et un arc de cercle plus petit 21-7 occupant le reste du péri- mètre de la dite portée.
Sur le petit arc de cercle 21-7, la portée présente un évidement en gradins 21-8 comportant une partie inférieure évidée 21-9 et une partie supérieure évidée 21-10, toutes deux en arc de cercle. La partie inférieure évidée 21-9 de l'évidement en gradins 21-8 est plus profonde que la partie évidée supérieure 21-10 et peut être dénommée "poche" de la portée supérieure du piston. Elle est aménagée entièrement dans la portée supérieure 21-3 et sa paroi périphérique est toute entière en retrait par rapport à la face terminale 62 du piston.
D'autre part, la partie évidée supérieure 21-10 de l'évidement en gradins 21-8 entaille le bord supérieur 21-11 de la poche 21-9 et le bord supérieur 21-12 du piston 21, donnant ainsi une forme circulaire évidée au bord supérieur 21-12 du piston.
La partie supérieure évidée 21-10 de la portée supérieure 21-3 du piston 21 peut être dénommée "passage" de la portée supérieure du piston et s'étend entre la face terminale 62 et la poche 21-9.
De préférence, la longueur de l'arc de cercle de la partie supé- rieure évidée 21-10 de l'évidement en gradins 21-8 n'est pas plus grande, comme on le voit (Fig. 8), que la largeur W du passage P du moteur; et la longueur de l'arc de cercle de la partie évidée inférieure 21-9 de l'évide- ment en gradins 21-8 est de préférence, comme on le voit, plus grande que la longueur de l'arc de cercle de la partie évidée supérieure 21-10.
Si l'on se reporte aux Figs. 1, 2, 7 et 8, ainsi qu'il a été indiqué ci-dessus, on a admis que le piston 21 se déplace vers la culasse des cylindres lors de sa course de compression et est sur le point de franchir l'extrémité du passage P aboutissant à l'alésage du cylindre 20.
Quand le piston s'approche de la culasse des cylindres 13, l'air contenu dans la chambre à volume variable Cv est refoulé avec une pression et une vitesse accrues dans la chambre à volume constant Cc, dans laquelle une charge de combustible est en cours d'introduction, et la combustion de celui-ci commence avant que le piston 21 n'atteigne son point mort haut, c' est-à-dire la position des Figs. 7 et 8.
Au point mort haut, à fin de compression (Figs. 7 et 8), le pas- sage 21-10 de la portée supérieure du piston est situé en face de l'extrémité
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du passage P et fait communiquer verticalement le passage P avec la poche 21-9.
Il y a tout lieu de penser que le mélange gazeux ainsi introduit dans la poche 21-9, le combustible chargé étant une huile Diesel additionnée d'un composé du soufre brûle et quand le piston s'éloigne de la culasse des cylindres 13 au cours de sa course de détente, la pression dans la chambre de volume variable devient inférieure à la pression dans la poche 21-9; de ce fait un jet en forme d'arc de cercle d'huile en combustion monte à travers le passage 21-10 en empêchant tout dépôt ou accumulation de calamine sur le piston 21, comme c'était le cas en l'absence de la poche 21-9 et du passage 21-10. Le piston 21 fonctionne donc sans encrassement bien que le combustible utilisé contienne des composés du soufre.
Bien entendu les modes de réalisation représentés et décrits sont donnés uniquement à titre d'exemples et la portée de la présente invention n'est pas limitée aux détails de construction opposés.