BE558591A - - Google Patents

Description

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   La présente invention est relative aux moteurs à combustion interne du type dans lequel le carburant com- buré est fourni sous la forme   dtun   mélange dtair et de carburant, dosé par un carburateur ou un autre dispositif, par opposition à une injection mécanique de combustible seul. L'invention est applicable particulièrement, bien' que non exclusivement, aux moteurs à combustion interne du type décrit dans le brevet anglais N    463.412   et qui comportent un distributeur rotatif dans lequel est formée 

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 une chambre dont le volume constitue la majeure partie de l'espace de combustion au moment de la compression maximum. 



   On sait que le balayage des produits résiduels de la cpmbustion est un facteur avantageux dans la construction d'un moteur à combustion interne. Pour obtenir un rendement maximum, il est essentiel d'assurer un balayage aussi com- plet que possible. Or, lorsqu'on cherche à atteindre ce but en   adoptait   des chevauchements importants dans le ré- glage de la distribution par soupapes, une grande partie du carburant se perd par l'évacuation avec les gaz d'échap- pement dans les conditions variables qui se présentent. 



   Un moyen connu pour éliminer ces pertes consiste à appliquer une injection mécanique, où le carburant est in- jecté directement dans le cylindre ou dans l'orifice d'admission. Toutefois, de tels systèmes d'injection mé- caniques entraînent des dépenses et une complication con- sidérable et présentent d'autres inconvénients qui leur sont propres. 



   La présente invention a pour objet d'établir un balayage amélioré et d'assurer un rendement général plus élevé dans un moteur à combustion interne) cette inven- tion s'appliquant en particulier, mais non exclusivement, à un moteur à distributeur rotatif, comme indiqué plus haut, tout en étant applicable d'une manière générale à des moteurs d'un caractère plus classique, qui   comportent   des soupapes à champignon ou à plateau ou des soupapes à fourreau. 



   Selon l'invention, un moteur à combustion interne du type en question est caractérisé par un dispositif pour fournir séparément au cylindre, d'une part, un gaz comburant, par exemple de l'air exempt de carburant, et 

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 d'autre part, un riche mélange carburé gazeux, par exemple un carburant liquide en suspension dans l'air, de telle manière que ledit gaz comburant soit utilisé à la fois pour le balayage et pour être combiné avec le mélange riche dans les proportions requises pour la combustion, de telle sorte que lorsqu'une partie dudit gaz comburant se perd -avec les produits de l'échappement provenant d'une combus- tion qui a eu lieu précédemment dans le cylindre, il en résulte un balayage.plus complet et qui, en substance, ne donne pas lieu à des pertes de carburant. 



   Le moteur à combustion interne mentionné plus haut est en outre caractérisé en ce que le dispositif pour l'ad- mission du mélange gazeux riche est conçu de manière à re- tarder l'admission jusqu'à ce que le balayage soit terminé en substance; il est en outre caractérisé par le fait que le dispositif pour l'admission d'un mélange gazeux riche est établi de manière à retarder l'admission jusqu'au moment où une perte de ce mélange vers l'échappement ne risque plus de se produire. 



   L'invention sera décrite ci-après à titre   d'exemple,   en se reportant aux diverses dispositions dans lesquelles ledit gaz comburant est constitué par l'air dépourvu ou exempt de carburant, tandis que le mélange gaze= riche est constitué par un carburant liquide atomisé ou vaporisé dans l'air, dans des proportions appelées à former un mélange comburé, mais   "riche",   sans que l'invention soit limitée à ces dispositions.

   Par exemple, le gaz comburant peut être un mélange pauvre, mais combustible qui peut être enrichi en oxygène, tandis que le constituant combustible du mélange riche peut consister en un gaz; ou bien, la fraction con- stituée par le carburant liquide peut être mise en suspen- 

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 sion dans un fluide autre que l'air et qui peut être lui- même combustible et donc pas un comburant. Il est toute- fois bien entendu que l'invention s'applique principale- ment à l'emploi,   d'une   part, d'air exempt ou dépourvu de carburant, et d'autre part, d'un mélange riche constitué par un carburant liquide suspendu dans l'air. 



   Dans les dessins annexés : 
La Fig 1 est une vue en coupe schématique d'un exemple d'un moteur à combustion interne à quatre temps   Et d'un   dispositif doseur de carburant, établis selon la présente invention. 



   La Fig 2 est une vue en coupe schématique prise à angle droit par rapport à la Fig 1. 



   La Fig 3 est une vue en plan schématique du distri- buteur rotatif et du dispositif doseur pour le moteur re- présenté dans la Fig 1. 



   La Fig   4   est une vue en coupe suivant la ligne A-A de la Fig 1, cette vue montrant le distributeur rotatif dans une position d'ouverture totale vers l'échappement. 



   Les Figs 5, 6, 7, 8, 9 et 10 sont des vues en coupe montrant d'autres positions du distributeur rotatif. 



   La.Fig 11 est une vue en coupe schématique d'un mécanisme de distribution et d'un dispositif de dosage de carburant pour deux cylindres voisins d'un moteur à plu- sieurs cylindres. 



   Les Figs 12, 13,   14,   15, 16 et 17 sont des vues en coupe analogues à celles des Figs 5 à 10, mais relatives à une variante de l'invention. 



   La Fig 18 montre schématiquement une coupe axiale et longitudinale d'un moteur à un cylindre comportant des sou- papes à plateau et établi selon la présente invention. 



   La Fig 19 est une vue en plan schématique du système 

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 de soupapes de la Fig 18. 



   Les   Figs   20 à 26 sont des vues en coupe schématique montrant un cycle de mouvements de soupapes pendant le temps d'échappement du moteurmontré dans les Figs 18 et 19. 



   Les Figs 27 à 32 sont des vues schématiques montrant une variante du cycle de mouvements de'soupapes pendant le temps d'échappement du moteur représenté dans les Figs 18 et 19. 



   La Fig 33 est une vue schématique en coupe et en élévationmontrant un autre exemple de l'invention, telle qu'appliquée à un moteur à un cylindre à distribution par soupapes.à fourreau. 



   La Fig 34 est une vue schématique relative à la Fig 33 et où l'on a divisé en deux chacune des lumières com- plémentaires à celles prévues dans la soupape à fourreau. 



   La Fig 35 est une vue schématique analogue à la Fig 34, mais où chaque lumière a été subdivisée en trois zones. 



   Les Figs 36 à 42 sont des schémas de développement de lumières où l'on voit les ouvertures relatives des lu- mières pendant les temps d'admission et d'échappement du moteur, dans le cas comportant une lumière en deux parties, selon la disposition de la Fig   34.   



   Les Figs 43 à   49   sont des vues analogues aux Figs 36 à   42   et représentent également les ouvertures relatives des lumières pendant les temps d'admission et d'échappement du moteur, mais en adoptant le système de lumière en trois parties selon la Fig 35. 



   Comme montré dans les Figs 1 à 3, le moteur comprend un cylindre 10, un vilebrequin 11, un piston 12 et une bielle   13.   Au sommet du piston est prévu un distributeur rotatif (rotor)   14   logé dans un élément en forme de boisseau (stator) 15, le piston étant représenté dans la position du point 

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 mort haut. Dans le rotor 14 se trouve la chambre de com- bustion 16, qui représente la majeure partie de l'espace de combustion lorsque la compression est au maximum, la chambre étant toutefois représentée à l'état qui corres- pond au temps d'admission, c'est-à-dire, en communication avec le tuyau d'admission 17.

   On a représenté un carbura- teur 18 raccordé au tuyau d'admission et comportant des passages distincts 19 et 20 pour l'air sans carburant et pour un mélange riche de carburant et d'air, respectivement. 



  La séparation de ces passqges, qui est assurée à l'intérieur du carburateur par une cloison 21, est également assurée dans le tuyau d'admission, par une cloison 17a et dans le canal d'admission du stator par une cloison 15a. Le carbu- rateur représenté schématiquement comporte une cuve à flot- teur 21, un gicleur à carburant 22 et une double soupape- papillon 23a, 23b. On a également représenté le canal d'échappement 24 du stator. Le dispositif pour la commande du distributeur rotatif a été représenté schématiquement; il comprend un arbre 25. 



   Dans la phase de fonctionnement représentée dans la   Fig 4,   l'échappement est en communication totale avec l'espace de combustion, tandis que la Fig 5 montre le rotor dans la position qu'il occupe avant le début du temps d'ad- mission. La Fig 6 montre le rotor dans une position cor- respondant au point mort haut, avec chevauchement relatif par l'entremise de la chambre de dombustion entre, d'une part, le canal 19 pour l'air exempt de cqrburant et, d'autre part, l'échappement, de sorte que le balayage s'opère à pleine intensité. 



   La Fig 7 montre la fin du balayage, la chambre étant 

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 désormais isolée de l'orifice d'échappement et étant sur le point d'être mise en communication avec le canal 20 pour le. mélange riche air/carburant. Les Figs 8,9 et 10 montrent d'autres phases du déplacement du rotor, jusqu'à la fin du temps d'admission, le canal à air sans car- burant ayant été obturé dans la Fig 9. 



   On conçoit aisément que l'admission initiale d'air sans carburant permet d'effectuer le balayage d'une ma- nière telle que le risque de contamination s'en trouve sensiblement réduit, tout en éliminant en substance des pertes de carburant par évacuation vers l'échappement. 



  Ceci offre la possibilité d'augmenter la puissance et de réduire la tendance au cognement. En outre, et alors que, dans un moteur à plusieurs cylindres, la tuyauterie d'ad- mission est maintenue à l'état chauffé en vue de favoriser la distribution, on peut employer ici de l'air froid pour la majeure partie de la charge finale, ce qui permet d'ob- tenir un rendement volumétrique plus élevé. D'autre part, le riche mélange air/carburant peut être chauffé, en vue de favoriser la distribution, sans qu'il en résulte une perte proportionnelle de rendement volumétrique. 



   La Fig 11 est une représentation schématique des rotors 26, 27 de cylindres voisins alimentés par une tuyauterie d'admission 28 à partir d'un seul carburateur 29. 



   Comme montré dans'les Figs 12 à 17 y compris, le rotor 30, logé dans le stator 31, est identique au rotor   14;   toutefois le canal d'admission du stator comporte une division supplémentaire de faon à constituer un canal central 32 pour le mélange riche, flanqué de part et d'autre de canaux pour l'air sans carburant,   33   et   34.   



  Comme on peut le voir dans cette succession de Figs, on dispose d'air sans carburant non seulement pour le balayage 

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 mais aussi pendant la dernière partie du temps d'admission, qui s'étend normalement au-delà du point mort bas, phase au cours de laquelle, dans des conditions normales, il se produit des "retours de flamme" au carburateur, avec perte de carburant. 



   La "coupure" de l'admission du mélange riche a pour effet que la dernière partie du volume d'admission est exempte de carburant et qu'un retour de flamme éventuel se produit en l'absence de carburant. 



   Bien que, dans ces dessins, la. division des passages ait été' représentée comme étant menée parallèlement à l'axe du rotor, et que les canaux aient été représentés   comme   ayant la même section de passage, il convient de noter que ces canaux peuvent différer entre eux en ce qui con- cerne la forme et la section de passage, pour répondre à des conditions particulières quelconques, de telles va- riantes étant d'une nature si évidente et si simple qu'il est inutile de procéder à leur description détaillée ou de les représenter par des dessins. 



   Comme montré dans la Fig 18 des dessins annexés, un moteur à un cylindre comprend, tout comme celui faisant l'objet des exemples décrits plus haut, un cylindre 10', un vilebrequin 11',   unpLston   12' et une bielle 13'. 



  $'autre part, ce moteur comprend une chambre de combustion classique 35 munie d'un orifice d'échappement 36 et de deux orifices d'admission, respectivement 37 et   3   (voir Fig 19), le tout étant prévu pour être contrôlé par des soupapes à plateau, telles que représentées en 37a pour un des orifices d'admission, soit 37. Les autres soupapes à plateau sont désignées, dans ces Figs schématiques, 

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 par 36a et 38a, respectivement.

   Les canaux d'admission 39 et   40   pour les orifices d'admission communiquent avec un carburateur 41 muni de soupapes à papillon couplées 42, 43, cette dernière contrôlant uniquement l'entrée de l'air au canal 40, tandis que le papillon 42 contrôle le riche mélange d'air et de carburant fourni par le gi- cleur   41a.   Le mécanisme de commande de la distribution est représenté dans la Fig 18 d'une manière schématique et pour la soupape 37a seulement. 



   Le cycle de fonctionnement est le suivant On part de la Fig 20, en supposant que la soupape d'échappement 36a est complètement ouverte et que le temps d'échappement est en cours. Dans la phase suivante, la soupape d'échap- peùent commence à se fermer (voir Fig 21); toutefois, avant qu'elle ne se ferme complètement, la soupape d'admission d'air 38a s'ouvre (voir Fig 22).   C'est   à ce stade que l'air, venant du canal 40, peut agir de manière à effectuer le balayage, en chassant ainsi une proportion plus grande des produits de la combustion. La quantité d'air qui s' échappe éventuellement au dehors ensemble avec ces produits, ne représente pas une perte de carburant.

   Ensuite, et comme montré dans les Figs 23, 24, et 25, la soupape d'admission d'air 38a s'ouvre complètement, cette ouverture étant suivie par celle de la soupape à mélange riche 37a, après quoi la soupape 38a se ferme, suivie de la soupape 37a (voir Fig 26), le moteur étant ainsi préparé au temps de compression. 



   Un cycle de travail de variante des soupapes, pour la durée du temps d'échappement, est représenté dans les Figs 27 à 32. La différence entre ce cycle et celui décrit plus haut réside principalement dans le fait que la soupape d'en- trée d'air 38a, tout en s'ouvrant avant la soupape d'admission 

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 de mélange riche 37a - afin d'éviter les pertes de mélange 
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 par évacuation avec les produits d t échappement - se ferme- après cette dernière soupape, de sorte qu'un   "ét,ernuement"   éventuel.du mélange se ferait, dans le passage d'admission d'air et n'aurait pas pour effet une perte de carburant par "retour de flamme" à travers le carburateur* 
Dans le mode de réalisation selon la Fig )) ,le moteur comprend un seul cylindre   loue   un vilebrequin 11", un piston 12" et une bielle 13".

   Toutefois, ici le moteur est muni d'une soupape-fourreau 44 de construction connue, prévue pour recevoir un mouvement giratoire au moyen d'un bouton de manivelle 45 entraîné par un engrenage .46. Gomme montré également de manière schématique dans la Fig 34, il existe deux tuyaux d'admission, chacun subdivisé en deux canaux 46 et 47, dont celui désigné par 46 est des- tiné à un riche mélange carburé fourni par le gicleur 48 d'un carburateur 49, tandis que le canal 47 est destiné à l'admission de l'air frais, les deux canaux étant con-   tr8lés   par un système conjugué de soupapes-papillons 46a et 47a, respectivement. 



   Le système d'orifices ou lumières du fourreau-et du cylindre, tel que représenté ici, est classique en ce sens que le fourreau comporte trois lumières 50,51 et 52, qui sont complémentaires aux orifices ou lumières du cylindre, à savoir, deux lumières d'échappement 53 et   54,   et deux lumières d'admission 55 et 56, le tout étant re- présenté en développement dans la série des Figs 36 à 42. 



  Dans ces vues schématiques, on a divisé les lumières dtadmission en deux par une séparation horizontale, la demi-lumière supérieure étant alimentée par le canal 46 de   la   tuyauterie d'admission, tandis que la demi-lumière 

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 inférieure est alimentée par le canal 47 du tuyau d'admis- sion. L'ellipse 57 représente le trajet suivant lequel se déplace un point du fourreau, les diverses   Fig.36   à   42   montrant les différer? stades du cycle   d'admission   et de celui d'échappement. 



   Comme on le voit dans la Fig   35,   les tuyaux d'ad- mission 55 sont subdivisés chacun horizontalement en trois canaux, le canal supérieur et le canal inférieur étant ali- mentés en air frais, tandis que le canal central est ali- menté en un biche mélange carburé. Ceci peut être réalisé de diverses manières; par exemple, en ramifiant le canal   47   de la Fig 33 ou en le dédoublant. Il a été estimé qu'il n'était pas nécessaire de représenter cette disposition par un dessin. Les diverses Figs 43 à 49 montrent les divers stades des cycles d'admission et d'échappement. 



   Comme il ressort clairement des schémas qui repré- sentent le cycle du mouvement des lumières, l'air frais peut être fourni au cylindre du moteur pendant le chevau- chement des orifices, tandis que dans le cas des Figs   43   à 48, la lumière d'admission d'air frais demeure ouverte la dernière. Ainsi, on évite essentiellement les peftes de carburant pendant le balayage ou par retour de flamme. 



    REVENDICATIONS.   
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**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.

Claims (1)

1 - Moteur à combustion interne caractérisé par un dispositif pour fournir séparément au cylindre, d'une part, un gaz comburant, par exemple de l'air exempt de carburant et, d'autre part, un riche mélange carburé gazeux, par exemple un carburant liquide en suspension dans l'air, de telle manière que ledit gaz comburant soit utilisé à la fois pour le balayage et pour être combiné avec le mélange riche <Desc/Clms Page number 12> dans les proportions requises pour la combustion, de telle sorte que lorsqu'une partie dudit gaz comburant se perd par évacuation avec les prcduits de l'échappement prove- nant d'une combustion qui a eu lieu précédemment dans le cylindre,il en résulte un balayage plus complet, et qui . en substance, ne donne pas lieu à des pertes de carburant.

2 - Moteur à combustion interne selon la revendication 1, caractérisé en outre en ce que le dispositif pour l'ad- mission du mélange gazeux riche est conçu de manière à re- tarder l'admission jusqu'à ce que le balayage soit ter- miné en substance.

3 - Moteur à combustion interne selon la revendica- tion 1 ou 2, caractérisé en outre en ce que le dispositif pour l'admission d'un mélange gazeux riche est établi de manière à retarder l'admission jusqu'au moment où une perte de ce mélange par évacuation avec l'échappement ne risque plus de se produire.

4 - Moteur à combustion interne selon une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moteur est du type comportant une soupape rotative dans laquelle est formée une chambre qui est en communication axiale avec le cylindre et en communication radiale avec la paroi périphérique du distributeur, ladite chambre con- stituant la majeure partie de l'espace de combustion au moment de la compression maximum, et en ce que le boisseau du distributeur est formé de façon présenter un orifice d'admission qui est complémentaire de l'orifice radial de la chambre prévue dans le distributeur, ledit orifice complémentaire d'admission étant subdivisé de façon à permettre lesdites admissions distinctes de gaz comburant, d'une part, et de mélange gazeux riche, d'autre part,

une partie au moins de la division destinée au comburant étant <Desc/Clms Page number 13> abordé en premier lieu, si l'on considère la direction de l'approche dudit orifice radial.

5 - Moteur à combustion interne selon la revendi- cation 4, caractérisé en outre en ce que ledit orifice complémentaire d'admission présente une forme générale trapézoïdale et est subdivisé dans lesens axial.

6Ô- Moteur à combustion interne selon la revendica- tion 5,'caractérisé en ce que ledit orifice complémentaire d'admission, prévu dans le boisseau du distributeur, est divisé en deux canaux, un pour chaque alimentation dis- tincte.

7 - Moteur à combustion interne selon la revendi- cation 6, caractérisé en ce qun la subdivision est as- surée en substance par une cloison médiane.

8 - Moteur à combustion interne selon la revendication 4 ou 5, caractériséen outre en ce que l'orifice complémen- taire d'admission, prévu dans le boisseau du distribu- teur, est subdivisé dans le s ens essentiellement longitu- dinal, en trois zones, de manière à constituer une zone médiane pour le mélange gazeux riche et des zones laté- rales pour le gaz comburant. , 9 - Moteur à combustion interne selon une quelconque des revendications précédentes 1 à 3, caractérisé en outre en ce qu'il comporte une chambre de combustion classique et des soupapes d'admission à plateau, une soupape à pla- teau distincte étant prévue pour chaque alimentation.

10 - Moteur à combustion interne selon une quelconque des revendications précédentes 1 à 3, caractérisé en ce que le moteur comporte une soupape-fourreau munie d'une lumière d'admission appelée à se déplacer suivant un trajet sensiblement elliptique, cette lumière étant com- plémentaire à un canal d'admission prévu dans la paroi du logement cylindrique pour cette soupape-fourreau, <Desc/Clms Page number 14> ledit canal d'admission étant subdivisé en vue desdites alimentations distinctes en gaz comburant et en mélange gazeux riche, une partie au moins de la division desti- née au comburant étant abordé;la première, si l'on con- sidère la direction de l'approche dudit orifice d'ad- mission.

11 - Moteur à combustion interne selon la revendi- cation 10, caractérisé en outre en ce que le canal com- plémentaire d'admission, prévu dans le logement pour le fourreau, affecte une forme générale rectangulaire et est divisé horizontalement par rapport à l'axe du cylindre.

12 - Moteur à combustion interne selon la revendita- tion 11, caractéridé en outre en ce que ledit canal com- plémentaire d'admission prévu dans le logement du four- reau est divisé en deux canaux, un pour chaque alimenta- tion distincte: 13 - Moteur à combustion interne selon la revendi- cation 12, caractérisé en outre en ce que la cloison de division est disposée sensiblement au milieu.

14 - Moteur à combustion interne selon la revendi- cation 10 ou 11, caractérisé en outre en ce que le canal complémentaire d'admission, prévu dans le logement du fourreau, est divisé dans le sens pratiquement horizontal en trois zones, de façon à constituer une zone médiane pour le mélange gazeux riche et des zones latérales pour le gaz comburant.

15 - Moteur à combustion interne selon une quelconque des revendications précédentes 10 à 14, caractérisé en ce que le fourreau et son logement sont munis, respectivement, d'une série d'orifices d'admission et de canaux subdivisés, complémentaires à ces orifices. <Desc/Clms Page number 15>

16 - Moteur à combustion interne à plusieurs cy- lindres, selon une quelconque des revendications pré- cedentes, caractérisé en ce qu'au moins deux des cylin- dres sont alimentés à parder d'un carburateur commun.

17 - Carburateur combiné avec un moteur à combus- tion interne, tel que spécifié dans une quelconque des revendications précédentes, ce carburateur étant carac- térisé en ce qu'il comprend des passages distincts pour le mélange et pour l'air non carburé, les mécanismes de commande du papillon de ces carburateurs étant souples entre eux,- de façon à se déplacer par un actionnement solidaire.

18 - Moteur à combustion internes, construit, agencé et étudié en vue de fonctionner en substance comme décrit ici en se reportant aux Fige 1 à 10 des dessins annexés, et comme représenté dans ces dernières Figs.

19 - Moteur à combustion interne à plusieurs cylindres construite agencé et étudié en vue de fonc- tionner en substance comme décrit ici en se reportant à la Fig 11 des dessins annexés, et somme représenté dans cette Fig.

20 - Moteur à combustion interne:, construit, agencé et étudié en vue de fonctionner en substance comme décrit ici on se reportant aux Figs 1 à 3 des dessins annexés, et comme représenté dans ces Figs, avec la variante telle que représentée dans les Figs 12 à 17 de ces dessins.

21 -Moteur à combustion interne; construite agencé et étudié en vue de fonctionner en substance comme décrit ici en se reportant aux Figs 18 à 32 des dessins annexés, et comme représenté dans ces Figs. <Desc/Clms Page number 16>

22 - Moteur à combustion interne, construit, agencé et étudié en vue de fonctionner en substance comme décrit ici en se reportant aux Figs 33 à 49 des dessins annexés, et comme représenté dans ces Figs.