BE540001A - - Google Patents

Description

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  Procédé d'injection pour moteurs Diesel à grande vitesse.      



   La présente invention constitue un perfectionnement du procédé d'injection suivant le Brevet principal N    534.790   et concerne particulièrement le démarrage à froid du moteur. 



   Le procédé d'injection et de formation du mélange pour moteurs Diesel à grande vitesse, décrit dans le Brevet principal, offre le grand avantage d'allier une utilisation très   économique   du combustible à une marche douce du moteur; ce résultat est   at-   teint grâce au mode particulier   d'injection   du combustible sur la paroi de la chambre de combustion, tandis que   la   chaleur de la paroi vaporise le combustible qui, dans cet état, se mélange à   l'air.   



   Lorsque le moteur démarre à froid, la paroi de la chambre de combustion n'est pas encore chaude et au début la 

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 vaporisation du combustible est si lente que seule une petite partie peut brûler. Pour l'allumage proprement dit dans l'air comprimé, on ne dispose doiic que d'une faible quantité de combus- tible qui se répartit immédiatement dans l'air et qui tout comme dans les moteurs Diesel du. type courant, subit la réaction de dissociation nécessaire à l'allumage initial. On peut évidemment améliorer les conditions de démarrage à froid de moteurs Diesel en augmentant sensiblement la quantité maximum normale du combus- tible injecté et provoquer ainsi une pulvérisation   intensive   par les injecteurs.

   Toutefois, dans l'invention faisant l'objet du Brevet principal, il est prévu un tourbillonnement intense de l'air de combustion dans le sens du jet de combustible; or ce mouvement de l'air supprimerait les   avantages   de l'injection plus intense du combustible pendant le démarrage, car du fait de la rotation dans le même sens de   l'air   et du combustible, les par- ticules   pulvérisées produites-par     l'augmentation   de la quantité de combustible injectée au démarrage, 'seraient de nouveau proje- tées sur la paroi et des lors soustraites au.Processus de disso-   ciation   dans l'air de combustion chaud.

   Par conséquent, ce. procédé   avantageux   pendant la marche normale du moteur, devient désavantageux . pour   le'     démarrage   à froid. 



   Le présent   perfectionnement   a pour but d'éviter ces inconvénients lors dudémarrage à froid, en appliquant certaines. mesures en liaison avec le procédé d'injection suivant le brevet principal. 



   Suivant la présente invention, on atteint ce but *en injectant dans la chambre de combustion pendant le démarrage à froid, une grande partie du combustible non pas sur la paroi de la chambre de combustion, mais répartie dans   l'air.   A cet effet, suivant une autre caractéristique de l'invention on modifie pen- dant le démarrage à froid   le.   direction du ou des jets de   combusti-   ble injecté, de telle façon qu'il ne se produit pas de contact, ou 

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 seulement un contact minime, du combustible avec la paroi de la chambre de combustion. On peut atteindre Ce résultat en orientant de façon appropriée pendant le démarrage à   troid,   les injecteurs ou les enbouchures de ceux-ci.

   De cette manière l'injection du combustible a lieu non plus tangentiellement à la paroi'de la chambre de combustion, mais suivant la corde d'un arc dans la chambre même.   Après   l'allumage pendant le démarrage à froid on oriente de nouveau l'injecteur dans sa position de travail normale, afin d'assurer la marche douce du moteur réalisable dans cette position, grâce au contact du combustible en majeure partie sur la paroi de la chambre. 



   Suivant une autre caractéristique de l'invention vi- sant au même but, c'est-à-dire augmenter pour le démarrage à froid la quantité de combustible répartie dans l'air, on réduit la vitesse de rotation de l'air de combustion ou on renverse même le sens de rotation, c'est-à-dire on dirige l'air en sens inverse du jet de combustible. On peut aussi éventuellement interrompre complètement le tourbillonnement de l'air. On peut produire le tourbillonnement de l'air de combustion de façon connue à l'aide d'une soupape à déflecteur, ou comme décrit dans le Brevet principal à l'aide d'un canal d'aspiration hélicoïdal. 



  Pour ces deux formes de réalisation, on a prévu des moyens pour réduire la vitesse ou inverser le sens de la rotation de   l'air;'   C'est ainsi par exemple qu'au moyen d'une soupape 4 déflecteur) on peut en tournant le déflecteur inverser complètement de   1800'   le sens de la rotation de l'air; si on tourne le déflecteur de 90  l'air n'effectue plus aucune rotation tandis que si on le tourne de 45  cette rotation est Sensiblement réduite 
Si en tournant le déflecteur de la soupape de 180 , on inverse le sens de rotation de l'air, la vitesse relative entre le jet de combustible et l'air devient très grande, alors que pour une rotation dans le même sens elle est très faible;

   cela 

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 a pour effet que les fines particules pulvérisées de combusti- ble entourant le jet, ne sont plus projetées sur la paroi mais arrachées par le jet d'injection et dirigées vers l'intérieur de la chambre de combustion suivant une courbe déterminée par   l'éner   gie cinétique des particules de combustible et les forces actives de   l'air.   'Bien que dans une plus faible mesure, on obtient le même effet lorsqu'en réduisant la vitesse de rotation de l'air, c'est-à-dire en tournant le déflecteur de 90  par exemple, on diminue l'effet centrifuge de l'air sur les fines particules pulvérisées du combustible.

   Dans ces cas les gouttelettes de combustible, d'une grande importance pour un rapide amorçage de l'allumage du fait de leur finesse, restent suffisamment long- temps en suspension dans   l'air   pour permettre un allumage immédiat, 
On peut aussi combiner les mesure précitées, par exemple en orientant   l'injecteur   enmême temps qu'on réduit la vitesse de rotation de l'air. 



   Une autre mesure possible, suivant la présente invention, consiste à prévoir pour   l'injecteur.une   sortie spéciale de la- quelle, à côté du jet principal, un second jet de combustible est injecté à l'intérieur de la chambre de combustion avec ùne intensité à déterminer d'avance, ce qui augmente également la quantité de combustible répartie dans l'air. Dans ce cas, lors du démarrage à froid, il n'est plus que rarement, ou pas du tout, nécessaire d'orienter l'injecteur.

   Toutefois,' cette mesure présente l'inconvénient qu'en dehors du démarrage à froid une grande quantité de combustible réparti dans l'air est injectée également pendant la marche normale, ce qui a pour conséquence les inconvénients liés à la répartition du combustible sur la paroi et qui sont précisément ceux que l'on veut éviter, Tou- tefois on peut y remédier dans une forte mesure en exécutant la sortie de 1'injecteur de combustible, prévue pour l'injection secondaire, de façon qu'elle soit réglable et indépendante de 

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   l'injection   principale, ou bien en prévoyant un dispositif permet- tant de commander cette sortie Individuellement. 



   Les dessins annexés montrent à titre d'exemple plusieurs formes de réalisation de l'invention.      



   Fig. 1 est une vue en plan d'un piston à chambre de combustion sensiblement en forme de corps de révolution, montrant la position des jets du combustible injecté pour la marche normale et   ledémarrage   à froid; 
Figs. 2a à   2c.   sont des vues en plan d'une culasse de cylindre pourvue d'une soupape d'admission à déflecteur connue, montrant schématiquement les modifications du trajet de l'air, obtenues en tournant le déflecteur; 
Fig. 3 montre une chambre de combustion semblable à celle de Fig. 1, avec l'indication schématique de la trajectoire d'une particule de combustible finement pulvérisée, le jet de combustible et la rotation de l'air étant dirigés dans le même sens;

   
Fig. 4 montre la même chambre de combustion que Fig. 3, avec l'indication schématique de la trajectoire de la même parti- cule de combustible finement pulvérisée mais lorsque la rotation de l'air se fait en sens inverse du déplacement du jet de combusti- ble; 
Fig. 5 montre la même chambre de combustion, représentée avec un jet d'allumage sortant d'une ouverture spéciale   de'l'in-     jecteur.   



   Sur toutes les figures des dessins, les mêmes éléments sont désignés par les mêmes chiffres de référence. 



   Sur la fig. 1, le chiffre de référence 1 désigne la culasse du piston dans laquelle est aménagée le creux 2 formant la chambre de combustion. Dans l'échancrure 3 de l'embouchure ou ouverture de la chambre de combustion, on a représenté schéma tiquement l'injecteur 4 dont le jet de combustible 5 est normale 

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 ment dirigé sur la paroi 6 de la chambre, conformément au Brevet principal, et entrent en contact avec cette paroi tangentiellement en 6a. 7 montre la rotation de l'air dans la chambre de combustion, s'effectuant dans le même sens que l'injection du combustible. 



  Suivant la présente invention, lors du démarrage à froid, on tourne l'injecteur 4 pour l'orienter et diriger le jet de combustible 5 dans la position 8 ou 9 indiquée en traits interrompus, suivant la manière dont ce jet doit être dirigé par rapport au mouvement de l'air. Dans la position 8 du jet de combustible, la quantité répartie dans l'air est presque de 100% par suite de la longue trajectoire du jet, tandis que dans,la position 9, le sens du jet de combustible est opposé à celui du mouvement de l'air, ce qui a pour effet de briser intensément le jet de combustible et de procurer une répartition dans l'air très efficace pour le dé- marrage à froid. 



   Les figs. 2a à 2c montrent schématiquement les diffé- rentes manières d'influencer le sens du mouvement de l'air en modifiant le réglage du déflecteur d'une soupape d'admission à déflecteur connue, la fige 2a montrant cette soupape en position normale ou de travail. La soupape 11 avec son déflecteur 12, montée dans la culasse 10 du cylindre, produit dans cette posi- tion une rotation dans le cylindre dans le sens de la flèche 15, de l'air   14   arrivant par le canal d'admission 13, grâce à quoi:' se réalise la rotation souhaitée dans le cylindre (flèche   16)..   



  Lorsque le déflecteur 12 occupe la position montrée sur la fig. 2h, c'est-à-dire a été tourné de 90 , l'air peut aller   aussi'bien   dans le sens de la flèche 15 que dans le sens inverse de la flèche   17,   et il ne se produit pas de rotation dans le cylindre. Lorsque, enfin, le déflecteur 12 est tourné de 1800 par rapport à sa posi- tion initiale, le sens de rotation de l'air dans le cylindre est complètement inversé, comme le montre la flèche 18 sur la fig. 2c. 



   Sur la fige 3, montrant une chambre de combustion sen- 

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 siblement la même que celle de la fig. 1, 6 désigne de nouveau l'ouverture de la chambre, dans un piston non   représente.   Le sens de rotation de l'air pendant la marche normale est représente schématiquement par la flèche   16.   19 désigne l'axe d'un jet de combustible projeté par l'injecteur 4 sur la paroi de la cham-   bre   de combustion. Une gouttelette 20 détachée du jet de   conbus-   tible irait dans le sens 21 si les forces de l'air n'agissaient pas sur elle.

   Si ces forces agissent dans le sens de la rotation de 'l'air indiquée par la flèche 16, cette gouttelette de combusti-   ble 20   est projetée par la force centrifuge sur la paroi 6 en suivant la trajectoire 20a indiquée en pointillé. Comme le montre , la fig.   4, si   le sens de rotationde l'air est alors inversé sui- vant la flèche   18,   la trajectoire de le. gouttelette se modifie suivant la ligne 22 et elle décrit donc une plus grande trajectoire dans   l'air   durant laquelle elle se dissocie chimiquement et brûle dans l'air. 



   La fige 5 montre comment améliorer le démarrage à froid éventuellement sans tourner l'injecteur pour l'orienter et en utilisant un jet d'allumage complémentaire. 6 désigne de nouveau l'ouverture de la chambre de combustion et la flèche 16 indique le sens de rotation de   l'air.   De   l'injecteur 4,   le jet   prindpal   de combustible 5 sort continuellement dans toutes les conditions de travail - donc aussi pour le démarrage à froid - et est dirigé sur la paroi 6 de' la chambre de combustion. Toutefois, l'injec- teur 4 possède un orifice spécial 4a   d'où   sort continuellement un jet de combustible' 23 qui, en tant que jet d'allumage pour le démarrage à froid., est dirigé vers le centre de la chambre de combustion.

   On peut prévoir en outre d'autres moyens permettant d'alimenter l'orifice 4a individuellement de combustible,, ou d'en commander individuellement et automatiquement l'ouverture et la fermeture. Outre qu'il n'entre pas en contact avec la paroi de la chambre de combustion, le jet de combustible 23 est dirigé 

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 à l'encontre du sens de la rotation   .(16)   de l'air, de sorte qu'il se produit une répartition maximum dans l'air'sans contact avec la paroi. 



    REVENDICATIONS*   
1. Procédé d'injection pour moteurs Diesel rapides comportant une chambre de combustion en forme de corps de révolu- tion aménagée dans le piston et un injecteur excentré monté dans la culasse du cylindre, dans lequel le combustible est étalé en mince pellicule sur la paroi de la chambre de combustion et l'air entrant est soumis à une rotation telle que le combustible est léché progressivement sous forme de vapeur de la paroi, mélangé à l'air et brûlé, suivant le Brevet principal N  534.790, caracté- risé en ce que pendant le démarrage à froid la plus grande partie possible du combustible est injectée dans la chambre de combustion non pas directement sur la paroi de'celle-ci, mais répartie dans l'air.

Claims (1)

1. 2. Procédé suivant la.revendication 1, caractérisé en ce .que pour réaliser une répartition maximum du combustible dans l'air pendant le démarrage à froid, on modifie la direction du ou des jets de combustible par rapport à la direction normale,, , de façon qu'il n'y ait plus, oupresque plus de contact du combusti- ble avec la paroi.

   3. Procédé suivant les revendications 1 et 2, caracté- risé en ce que pendant le démarrage on inverse le sens de la rotation de l'air par rapport à celui de l'injection du combusti- ble.

   4. Procédé suivant les revendications 1 et 2, caracté- risé en ce que pendant le démarrage à froid la rotation de l'air est soit réduite par rapport à ce qu'elle est en service normal, soit complètement arrêtée. <Desc/Clms Page number 9>

   5. Procédé suivant les revendications 1 à 5, caracté- risé en ce que les mesures précitées sont appliquées séparément ou ensemble.

   6. Procédé suivant les revendications 1 à 3, caracté- risé en ce qu'après le démarrage à froid, l'injection du com- bustible et la rotation de l'air sont reprises dans les condi- tions normales de travail.

   7. Procédé suivant la revendication l, caractérisé en ce que même pendant le démarrage à froid le combustible est en majeure partie étalé sur la paroi de la chambre de combus- tion, mais on prévoit en plus un jet de combustible, indépendant du jet principal, injecté comme jet d'allumage réparti dans l'air.

   8. Moteur Diesel pour l'exécutiondu procédé suivant les revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comporte un injecteur réglable pour le combustible, qui pendant le démarrage est orienté hors de sa position normale de travail, de façon que le jet de combustible, ou plusieurs de ces ,jets, ne rencontrent plus directe- ment et tangentiellement la paroi de la chambre de combustion, mais soient dirigés dans cette chambre suivant la corde d'un arc.

   9. Moteur Diesel suivant la revendication 8, caracté- risé en ce que le 'ou les jets de combustible sont dirigés sensible- ment vers le centre de la chambre de combustion, pendant le démar- rage à froid.

   10. Moteur Diesel pour l'exécution du procédé suivant la revendication 7, caractérisé en ce que l'injecteur projetant le combustible sensiblement sur la paroi'de la chambre de combus- tion même pendant le démarrage à froid, présente une ouverture spéciale qui indépendamment ou non du jet principal de combusti- ble,injecte un autre jet de combustible comme jet d'allumage, directement dans l'air de combustion. <Desc/Clms Page number 10>

   11. Moteur Diesel suivant la revendication 10, caracté- risé en ce que l'ouverture spéciale de l'injecteur est réglable individuellement.