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La présente invention concerne un procédé de conduite d'un mo teur à combustin à autalellmag suivant lequel, de manière connueon introduit le combustible avec de l'air de combustion supplémentaire dans la chambre de combustion du moteur, et cet air supplémentaire entraînant du combustible, est aspiré à travers un organe de réglage dans un oylin- dre d'alimentation où, sous l'effet de la chaleur de compression;
, il est vaporisé, après quoi le mélange ainsi obtenu est transféré dans les cylin- dres de travail d'un moteur. suivant les procédés connus, le combustible doit être complète- ment vaporisé par la chaleur de compression de l'air véhiculaire, et la pression initiale est alors 1,5 plus grande que la pression de fin de com- pression dans le cylindre de travail tandis que la température du mélan- ge combustible-air obtenu, est supérieure à la température critique du combustible.
D'autre part, dans les procédés connus, le mélange combustible- air est introduit directement dans l'air de combustion comprimé ou dans la chambre de combustion du moteuro
Ces procédés présentent les principaux inconvénients ci-après: ' a) risque d'auto-allumage du mélange fermé dans le cylindre d'a- limentation;
b) mauvais mélange du mélange combustible-air introduit dans le cylindre de travail, avec l'air de combustion comprimé se trouvant dans le cylindre, cet air n'étant pratiquement refoulé qu'à l'endroit d'injec tion
Suivant la présente invention, on évite ces inconvénients d'une part et calculant la quantité d'air aspiré dans le cylindre d'alimenta- tion de telle sorte qu'il prisse absorber et véhiculer le combustible né- cessaire pour une allure donnée du moteur et sa chaleur de compression li- bérée pendant la compression est utilisée pour vaporiser le combustible, dans une mesure telle qu'avant son introduction dans le cylindre de tra- vail, le mélange comprimé aitune température finale inférieure à la tem- pérature d'allumage du combustible utilisé,
et d'autre part en n'intro- duisant pas dans la chambre de combustion du cylindre de travail le mélan- ge vapeur de combùstible-air formé, mais bien en l'introduissant à une pres- sion légèrement supérieure par rapport à la pression finale dans le cylin- dre de travail, dans une chambre de mélange spéciale, dans laquelle l'air de combustion comprimé pénètre et par l'effet de son énergie cinétique, produit une turbulence intense et favorise le mélange de l'air de combux tion et du mélange combustible.
La mise en oeuvre du procédé a permis de constater que le com bustible produit dans le cylindre d'alimentation du moteur à combustion des dépôts résineux ou semblables à des laques, provoqués par un vieillis- sement du combustible et préjudiciables au fonctionnement du moteur. Le vieillissement du combustible dépend de la présence d'oxygène et de la tem pératare du mélange.
Suivant la présente invention pour éviter cas inconvénients, on règle la quantité d'air véhiculaire admise dnns le cylindre d'alimenta- tion, de telle manière que la température du mélange comprima soit nain- tenue suffisamment en dessous de la température d'allumage du combustible et la quqrtité d'oxygène réduite, pour diminuer ainsi en même temps les effets de eleillissement du combustible et éviter donc des dépôts du com- bustible prepodiciables au fonctionnement du moteur.
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L'invention concerne aussi un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé, dans lequel, de manière connue, le mélange vapeur de combus- tible-air admis dans les cylindres de travail, est formé dans un cylindre d'alimentation où il est comprimé, puis est envoyé en passant par une sou- pape, dans les cylindres de travail du moteur à combustion.
Dans les moteurs connus de ce type, on réduit l'espace mort en- tre le cylindre de travail et le cylindre d'alimentation en montant ceux- ci coaxialement, leurs pistons se déplaçant alors l'un vers l'autre.
On connaît aussi des dispositifs dans lesquels, pendant la cour- se de compression dans le cylindre d'alimentation, on empêche l'arrivée du combustible dans ce cylindre
Ces dispositifs connus ont l'inconvénient que pour des cylindres d'alimentation et de travail montés coaxialement et dont les pistons tra- vaillent en sens opposés, on doit prévoir un dispositif spécial pour cour- mander le piston du cylindre d'alimentation.
D'autre part on a proposé d'interrompre l'arrivée du combustible dans le cylindre d'alimentation pendant la course de compression dans ce- lui-ci, mais on ne peut alors éviter que le combustible qui s'écoule s'ac- cumule dans la conduite d'amenée d'air, de sorte qu'à chaque course d'as- piration, le cylindre d'alimentation reçoit trop de combustible et en quan- tités irrégulières.
Dans le dispositif suivant l'invention, on évite ces inconvénients en commandant directement le piston du cylindre d'alimentation au moyen du vilebrequin du moteur et en reliant le cylindre d'alimentation par un seul canal de faible volume à la soupape d'entrée' du cylindre de travail du moteur à combustion, laquelle soupape débouche dans une chambre de mé- lange communiquant avec le cylindre de travail.
On empêche l'écoulement du combustible pendant la course de compression du cylindre d'alimentation en faisant déboucher la conduite d'amenée de combustible transversalement dans la conduite d'aspiration du cylindre d'alimentation, la sortie de la conduite d'amenée de combusti- ble étant commandée par une soupape soumise à l'action d'un ressort, en forme de manchon, qui étrangle la section transversale de la conduite d'as- piration et, sous l'action du ressort, ferme la conduite d'amenée de com- bustible et l'ouvre sous l'effet de la pression de l'air allant au cylin-- dre d'alimentation.
Les dessins annexés montrent à titre d'exemple et schématique- ment quelques formes de réalisation du dispositif suivant l'invention.
Les figs. 1 et 2 montrent en coupe longitudinale deux formes de réalisation; la fig. 3 montre à plus grande échelle un détail de la deuxiè- me forme de réalisation; la fig. 4 est une coupe axiale du cylindre d'alimentation d'une troisième forme de réalisation et. montre la commande de l'amenée de com- bustible, par le piston du cylindre d'alimentation; la fig. 5 est une coupe par la ligne V-V de la fig. 4 ; la fig. 5 est une coupe partielle par la ligne VI-VI de la fig.
5; la fig. 7 est une coupe axiale du cylindre d'alimentation et du cylindre de travail d'une quatrième forme de réalisation , comportant un dispositif de lubrification pour le cylindre de travail.
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Dans la descriptiun ci-après et dans les dessins, les mêmes chif- fres de référence désignent les mêmes éléments du dispositif.
Sur la fig. l, le cylindre d'alimentation est désigné par 1. Le piaton 2 qui s'y déplace est commandé au moyen d'une bielle 3 par le vi- lebrequin 4 du moteur. Dans une lumière 5 du cylindre 1 débouche la con- duite d'aspiration d'air 6. Dans une partie étranglée de la conduite 6, et perpendiculairement à celle-ci, débouche la conduite d'amenée du com- bustible 7. Cette partie étranglée de la conduite 6 constitue un élément du régulateur de combustible 8 formé d'un barillet tournant 9 commandé par un levier 10. En faisant tourner le barillet 9 dans le régulateur 8, on modifie la section transversale du passage d'air proportionnellement au déplacement angulaire du barillet, de sorte que le réglage du mélange du combustible s'effectue progressivement.
Le réglage du barillet 9 se fait de manière que l'air qui entre dans le cylindre d'alimentation ne peut en- traîner sous forme de brouillard qu'autant de combustible qu'il peut en absorber et en véhiculer. De ce fait il n'y a pas de condensation de com- bustible dans le cylindre. Dans la partie 11 de l'extrémité antérieure du cylindre 1, constituant à la fois la culasse du cylindre d'alimentation et celle du cylindre de travail 20, est disposée la soupape d'admission 12, soumise à l'action d'un ressort 13 qui, normalement, la maintient fer- mée. La tension du ressort 13 peut être réglée à l'aide d'un levier 15 attaquant l'écrou 14, ce qui permet de déterminer le moment et la durée de l'admission.
La soupape 12 est reliée au cylindre d'alimentation par un ca- nal 16 de faible volume.
Dans la culasse de cylindre 11 est prévue une chambre de mélange - constitua, par une chambre 17 et un canal 18 qui la relie au cylindre de travail 20.-
Comme le montre le dessin, la soupape d'admission 12 débouche dans le canal 18 près de la chambre 17.
La disposition du canal 18 et la forme de la chambre 17 sont tel- les que le mélange vapeur de combustible-air introduit par la soupape 12 soit entraîné-par l'air de combustion comprimé par le piston 21 du cylin- dre de travail, dans la chambre 17 et là, soit brassé intensément.
Le piston 21 est relié au vilebrequin 4 par la bielle 22.
Ce moteur fonctionne comme suit:
Lorsque le piston 2 descend depuis la position montrée dans le dessin, il se produit dans le cylindre 1 une dépression augmentant avec le déplacement du piston, jusqu'à ce que ce dernier découvre la lumière 5.
L'air aspiré alors par la conduite 6 traverse le régulateur 8 en entrai- nant du combustible arrivant par la conduite 7. Le barillet 9 est réglé de façon que pour une allure donnée du moteur une quantité convenable d'air et de combustible finement divisé soit introduite dans le cylindre 1. La quantité d'air est calculée de façon qu'elle puisse absorber et véhiculer cette quantité de combustible.
Pendant la course de compression consécutive du piston 2, la cha- leur de compression de l'air est utilisée pour vaporiser le combustible et cela de manière que la température finale du mélange avant l'entrée de ce dernier dans la chambre de mélange, soit encore inférieure à la tempé- rature d'allumage du combustible utilisé.
Lorsque la pression dans le cylindre 1 est suffisamment forte pour surmonter la pression réglée du ressort 13 de la soupape 12, cette dernière se soulève de son siège et l'admission se fait dans la partie de
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la chambre de mélange du cylindre 20 constituée par le canal 18. Cette ad- mission peut avoir lieu avant que le piston 21 atteigne le point mort haut, de sorte que le mélange admis est entraîné, par l'air passant dans le ca- nal 18, dans la chambre 17 où il est intensément brassé.
Le mélange admis après que le piston 21 a atteint le point mort haut, est entraîné par le courant de gaz sortant de la chambre 17 dans la chambre de combustion du cylindre 20 où il est brassé avec de l'air de combustion accumulé à cet endroito
Dans la deuxième forme de réalisation montrée sur les figs. 2 et 3, le cylindre d'alimentation 1 est à double effet. L'extrémité postérieu- re de ce cylindre est fermée par un couvercle 23 dans lequel est montée une soupape 24 par laquelle de l'air est aspiré lorsque le piston 2, se dé- place vers le haut. La conduite d'aspiration d'air 6 représentée sur la fig. 1 est remplacée par une conduite 6a ràccordée à l'extrémité inférieu- re du cylindre 1.
Le cylindre d'alimentation à double effet est exécuté de maniè- re à pouvoir comprimer, avant son entrée dans ce cylindre, l'air utilisé pour véhiculer le combustible, afin d'augmenter la vitesse de l'air passant dans la conduite d'aspiration pendant le temps d'aspiration du piston, et d'utiliser la chaleur engendrée pendant cette compression pour dissocier et vaporiser partiellement le combustible. De cette manière, le mélange ' introduit dans le cylindre d'alimentation est traité de façon homogène ce qui depuis le début de la course de compression, facilite la vaporisation ultérieure du combustible.
On a constaté en pratique qu'avec un régulateur de combustible tel que montré sur la fig. l, il se produit un écoulement de combustible dans la conduite d'aspiration pendant la course de compression du piston 2, et pendant la course d'aspiration suivante du piston, ce combustible est entraîné par l'air dans le cylindre 1. De ce fait, et malgré le réglage convenable du régulateur, le cylindre reçoit trop de combustible.
Pour éviter cet inconvénient, on prévoit suivant l'invention, un dispositif au moyen duquel l'ouverture de sortie de la conduite du combus- tible dans la conduite d'aspiration d'air, se ferme automatiquement après chaque course d'aspiration. De cette manière on évite avant tout la forma-. tion de gouttes de combustible pendant le temps d'aspiration.
Ce dispositif est représenté sur la fig. 3.
Dans la partie de la conduite 6a traversant le barillet 9, est enfilé un manchon coulissant 25 qui, à sa périphérie, présente une rainure 26 communiquant par une ouverture 27 avec l'intérieur du manchon 25. Ce dernier constitue la partie étranglée de la conduite 6a dans laquelle dé- bouche la conduite 7 d'amenée de combustible. Ce manchon est soumis à l'ac- tion d'un ressort 28 et le dispositif est exécuté de façon qu'au repos, le manchon 25 est repoussé par le ressort, dans une mesure telle, que la rainure 26 ne se trouve plus en regard de la conduite de combustible 7 qui est ainsi fermée.
La force du ressort 28 est calculée de manière que la pression du courant d'air sortant de la conduite 6a, refoule le manchon dans la position représentée au dessin, dans laquelle la conduite de com- bustible débouche dans la conduite 6a.
Le cylindre d'alimentation de cette seconde forme de réalisation fonctionne comme suit:
Lorsque le piston 2 se trouve près de son point mort haut, comme le montre le dessin, il a aspiré de l'air par la soupape 24 dans la partie inférieure du cylindre 1. Pendant le déplacement du piston vers le point
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mort bas, cet air est comprimé et chassé par la conduite 6a. Lorsque le piston 2 se trouve près du point mort bas, il découvre la lumière 5 de la paroi du cylindre de sorte que l'air comprimé dans la conduite 6a peut entrer dans le cylindre.
Du fait de la pression de l'air sur l'extrémité du manchon 25 dirigée vers la conduite 6a, ce manchon est déplacé vers la gauche à l'encontre de l'action du ressort 28, de sorte que le canal annulaire vient se placer en regard de la conduite 7. L'air qui passe entrai- ne ainsi par l'ouverture 27 une certaine quantité de combustible sous for- me d'un brouillard finement divisé. L'air comprimé chargé de combustible se détend dans le cylindre 1 et est comprimé par le piston 2 jusqu'à la pression nécessaire pour l'admission.
Grâce à ce dispositif, on évite toute accumulation de combusti ble dur à la formation de gouttes dans la conduite 6a pendant la course de compression dans le cylindre d'alimentation, de sorte qu'à chaque cour- se d'aspiration n'est introduite que la quantité de combustible entraînée par l'air et provenant de l'ouverture débouchant dans la conduire d'espi- ration.
A la chambre de mélange 17 est raccordée une antichambre 29 con tenant une soupape commandée 30 à double siège, qui suivant sa position peut établir les liaisons suivantes :
1) position extrême inférieuresl'antichambre 29 est fermée par rapport à la chambre de mélange 17;
2) position extrême supérieures l'antichambre 29 est reliée à la chambre de mélange 17, ce qui a pour effet d'agrandir la cham- bre de compression du cylindre 20;
3) position médiane : la chambre de mélange 17 est reliée à l'air extérieur par l'antichambre 29.
Ce dispositif fonctionne comme suit:
Pour permettre au moteur de démarrer facilement, on place la sou- pape 30 en position médiane, de sorte qu'avec peu de force on peut le faire tourner à une vi-tesse déterminée. Après cela, on ferme la soupape 30 vers le bas, ce qui a pour effet d'amener rapidement le moteur à une grande vi- tesse du fait du rapport de compression élève et de la température élevée de l'air de combustible comprimé. En régime normal du moteur, on ferme la soupape 30 vers le haut et on relie l'antichambre à la chambre de mélan- ge et à la chambre de combustion du moteur.
Comme on peut le voir sur les figs. 4 à 6, montrant une troisiè- me forme de réalisation, la partie de la conduite d'aspiration d'air 6 traversant le barillet 9 du régulateur 8, forme un tube Venturi dans l'é- tranglement duquel débouche la conduite d'amenée de combustible. Comme on peut le voir sur la fig. 5, cette conduite est constituée par plusieurs parties dont celle désignée par 7 débouche d.ans la paroi du cylindre d'a- limentation 1. Une rainure longitudinale 7b est ménagée dans le piston 2.
D'autre part le cylindre 1 comporte une partie servant de conduite 7a, raccordée au régulateur du combustible 8.
La disposition est telle que, au point mort bas du piston 2, lors- qu'il découvre complètement la lumière 5 et que l'air est aspiré dans le cylindre 1, la rainure 7b du piston relie entre elles les deux paliers 7 et 7a de la conduite d'amenée de combustible. Le combustible peut alors, et rien qu'à ce moment là, s'écouler dans la conduite d'aspiration d'air 6.
Dès que le piston 2 remonte et obture la lumière 5, il interrompt
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également l'arrivée du combustible vers le régulateur 8. L'arrivée du com- bustible est donc commandée desmodromiquement par le piston 2 du cylindre d'alimentation 1
La quatrième forme de réalisation montrée sur la fig. 7 est des- tinée à un moteur à combustion à deux temps à auto-allumage. Comme on peut le voir sur cette figure, il y a un bain d'huile 32 dans le carter de vilebrequin 31 du cylindre d'alimentation 1, de sorte que lorsque l'ar- bre 4 du moteur tourne, de l'huile 33 finement divisée est projetée vers le haut. Le cylindre de travail 20 comporte un carter de vilebrequin 34.
Dans le cylindre 20 débouche le canal d'aspiration d'air de combustion 35. Le carter de vilebrequin 31 du cylindre d'alimentation 1 est relié par une conduite 36 au cylindre de travail 20 et cette conduite est rac- cordée à un ajutage 37 situé dans le canal d'aspiration 35.
En fonctionnement, la conduite 36 aspire du carter 31 de l'hui- le 33 finement divisée transformée en brouillard dans le canal d'aspira- tion 35 par l'air de combustion qui y afflue, après quoi elle sert de lubrifiant pour les éléments mobiles dans le carter 34 du cylindre de tra- vail.
Ce procédé et le dispositif pour sa mise en oeuvre conviennent particulièrement bien pour l'utilisation de combustibles lourds, par exem- ple de l'huile Diesel.
REVENDICATIONS.
1.- Procédé de conduite d'un moteur à combustion à auto-alluma- ge suivant lequel on introduit un mélange combustible-air dans la cham- bre de combustion du moteur, tandis que l'air entraînant du combustible est aspiré dans un cylindre d'alimentation et la chaleur de compression de cet air est utilisée pour former le mélange, caractérisé en ce que la quantité d'air aspiré est calculée de façon que l'air puisse absorber et véhiculer le combustible néoessai're à une allure donnée du moteur, et sa chaleur de compression libérée pendant la compression est utilisée pour vaporiser le combustible, dans une mesure telle que la température finale du mélange comprimé soit, avant son introduction dans le cylindre de tra- vail, inférieure à la température d'allumage du combustible utilisé.