moteur à combustion interne. L'objet de l'invention est un moteur à com bustion interne du type dans lequel un com bustible liquide est. injecté et mélangé à une charge -l'air qui tourbillonne dans la cham bre de combustion. Dans les moteurs connus de ce genre, la chambre de combustion, cons tituée par la partie supérieure du cylindre, est d'une faible hauteur et d'un grand dia mètre; les dispositifs d'injection du combus tible sont placés près de l'axe du cylindre et amènent le combustible à des injecteurs étroits disposés circulairement.
Le diamètre de la chambre de combustion étant grand par rap port à sa hauteur, la surface de refroidisse ment de la cylindrée comprimée est grande, ce qui est désavantageux; d'autre part, cha cun des nombreux orifices d'injection a un très faible diamètre, ce qui expose ces orifices à être obstrués.
L'un des buts de la présente invention est de réduire la surface de refroidissement de la cylindrée; un autre but est de permettre d'ob tenir un mélange très intime .du combustible et de l'air. Dans le moteur selon l'invention, la sec tion de la chambre de combustion est plus petite que celle du cylindre; en outre, -au moins un -dispositif d'injection du combus tible, placé à une certaine distance de l'axe de la chambre de combustion, fournit au moins un jet dont la direction moyenne forme avec l'axe de la chambre un angle inférieur à 45 La chambre de combustion est de préfé rence sensiblement cylindrique, sa hauteur étant approximativement égale à son dia mètre.
Le ou les dispositifs d'injection du combustible sont disposés de préférence également dans la paroi supérieure de la chambre de combustion dans le voisinage de la périphérie, de manière que le jet se mé lange avec la cylindrée d'air.
En plus du tourbillonnement produit par le mouvement rotatif de- la cylindrée d'air, on peut provoquer une agitation du mélange combustible en munissant le fond du piston d'un prolongement de forme et de dimensions telles que, vers la fin de la course montante du piston, ce prolongement pénètre dans la chambre de combustion en laissant autour de lui un faible espace annulaire par lequel, vers la fin clé la course de compres sion, une partie de la, cylindrée gazeuse est forcée de passer avec une grande vitesse. On produit ainsi un mouvement de la cylindrée gazeuse dans le sens axial, en plus du mouve ment rotatif clé cette cylindrée, ce qui amé liore le mélange d'air et de combustible et fa cilite la combustion.
On peut, d'autre part, faire en sorte qu'une partie de la chambre de combustion soit. occupée par une saillie, par exemple de section sensiblement circulaire, de manière à remplir une partie de la -chambre de com bustion, ce qui donne à. celle-ci une forme sensiblement annulaire; cette saillie peut être fixée soit à la. tête du cylindre, soit à la face supérieure du piston. On pourrait encore dis poser une partie de ladite saillie sur le fond de la chambre de combustion, et l'autre sur le piston. Dans tous les cas, on fera de pré férence en sorte que la saillie ne soit pas sou mise au refroidissement, afin de faciliter la combustion.
Lorsque la saillie est sensiblement cylin drique, la direction principale du jet combus tible est orientée, de préférence, parallèle ment à l'axe de la. chambre de combustion.
Toutefois dans certains cas, on peut trou ver avantageux de donner à la saillie une forme autre que la forme cylindrique, par exemple, celle d'un barillet, une forme co nique ou une forme telle que les parties ex trêmes aient un plus grand diamètre que la partie centrale, suivant la forme de la. cham bre de combustion et la direction du jet com bustible. - Cependant dans la plupart des cas, une chambre de combustion cylindrique, une saillie cylindrique et un jet dont la direction est orientée sensiblement pa.- ra.llélement à, l'axe de la chambre de com bustion sont préférables.
Chaque dispositif d'injection peut être par exemple à. in jection du combustible seul, ou à injection du combustible mélangé d'air, et peut avoir un ou des orifices d'injection; mais lorsqu'on emploie l'injection du combustible seul, on utilise de préférence un injecteur donnant un jet unique ou un jet en forme d'entonnoir. Cet injecteur peut être constitué par un corps évidé, à l'intérieur duquel est disposée une soupape à pointeau commandée par un res sort, le pointeau ayant une extrémité co nique qui ferme normalement un orifice co nique placé à l'extrémité de l'injecteur.
Ce pointeau est déplacé automatiquement par le combustible sous pression qui surmonte l'ac tion du ressort. C'(. déplacement découvre l'orifice d'admission du combustible et per met l'injection de combustible dans la cham bre de combustion directement par l'espace annulaire découvert mire 1g# pointeau et son siège.
Ce dispositif supprime les perturbations qui résultent de l'obturation des orifice quand on emploie plusieurs orifices de faible diamètre. De préf(rc>acc, on prévoit une courte partie cylindrique qui prolonge le corps de la soupape et sent ii diriger le jet.
Cepen dant dans eertaiiis cas. lorsque cela est .jugé utile, on peut employer un dispositif d'injec tion de combustible du type dans lequel le pointeau se déplace pour ouvrir le ou les orifices d'admission, dans le même sens que le jet de combustible.
L'invention u@t lotit particulièrement ap plicable aux moteurs à combustion interne du t- ype à distribution par fourreaux:
la cu- lasse du cylindre. dans laquelle est formée la chambre de combustion, esl. de préférence, telle qu'elle pénètre à la manière d'un bou- elion dans l'exlréniit.é supérieure du c@rIin- dre, et qu'elle laisse un espace annulaire en tre elle et la paroi du cylindre pour l'extré mité supérieure du fourreau.
Avec certains t-,-pes de fourreaux, comme par exemple, ceux qui sont animés d'un mou vement combiné<B>dé-</B> rotation autour clé l'axe du cylindre et de dc@placement le long de cet axe, les orifices d'admission peuvent être tels et s'ouvrir de tell, manière que le mouv e- ment de rotation de l'air est produit sans au tres moyens.
Lorsque l'invention est appliquée .à un moteur à soupape, le ou les orifices -d'admis sion peuvent être partiellement masqués de sorte que l'air pénètre seulement d'un côté ayant ainsi tendance à provoquer le mouve ment de rotation désiré. Dans un moteur à deux temps, on peut munir le ou les orifices d'admission de déflecteurs ou bien disposer la face du piston de telle manière qu'elle imprime à l'air qui entre dans le cylindré le mouvement désiré.
Deux formes d'exécution de l'objet de l'invention et deux variantes sont représen tées schématiquement, à titre d'exemples, sur le dessin annexé, dans lequel: La fig. 1 est une coupe verticale par l'axe (lu cylindre d'un moteur à distribution par fourreau; La fig. 2 est une coupe transversale se lon 2-2 de la fig. 1 montrant les différents organes dans la position qu'ils occupent au commencement de la course d'aspiration; La fig. 3 est une. coupe verticale schéma tique partielle de la première variante; La fig. 4 est une coupe semblable rela tive à la seconde variante;
La, fig. 5 est une coupe verticale partielle de la tête d'un moteur à soupapes, et La fig. 6 est une _ coupe selon la ligne 6-6 de la fig. 5, montrant la soupape d'ad mission ouverte.
Dans la forme d'exécution représentée sur les fig. 1 et 2, le moteur comprend un cylin dre A à refroidissement par eau, ayant son extrémité supérieure ouverte. Dans cette ex trémité pénètre la, culasse B du cylindre, qui forme bouchon et est fixée au cylindre par goujons.
Le diamètre extérieur du bouchon B est tel, par rapport à l'alésage du cylindre A, qu'entre les parois de celui-ci et le bouchon B est laissé un espace annulaire dans lequel pénètre l'extrémité supérieure du fourreau C. Un segment Bl monté sur le bouchon B assure l'étanchéité et réduit les fuites entre le bouchon et le fourreau C. Ce dernier est animé d'un mouvement combiné de rotation et de déplacement longitudinal qui lui est imprimé au moyen d'un arbre court Cl ac tionné par le vilebrequin du moteur par l'in termédiaire d'un engrenage non représenté.
Cet arbre Cl porte un maneton Cz qui pé nètre dans un joint sphérique à alignement automatique C3 monté dans un logement C4 formé sur le fourreau vers son extrémité in- f érieure.
Des orifices d'admission A2 et C6 et des orifices d'échappement A3 et CB sont ména gés respectivement clans le cylindre A et le fourreau C. Les orifices d'admission AZ CE, comme on le voit sur la fig. 2, dirigent l'air qui entre comme indiqué par les flèches de fig. 2, ce qui lui imprime un mouvement de rotation autour de l'axe du cylindre.
Un.organe D, qui constitue une chambre de combustion .à chemise d'eau, est vissé dans _ le bouchon B. Il va sans dire que ces deux pièces<I>B</I> et<I>D</I> pourraient n'en former qu'une seule. Cette chambre de combustion est sen siblement cylindrique et sa hauteur à peu près égale à son diamètre.
L'extrémité supérieure de la chambre de combustion D est fermée par un chapeau Dl, un injecteur F étant monté dans ce chapeau dans le voisinage de la périphérie. Un pis- tion E se déplace à l'intérieur du fourreau C et est relié au vilebrequin (non représenté) par une bielle E'. La course du piston est telle que, à la fin de la compression, la pres que totalité de la cylindrée d'air 'est com primée à l'intérieur 'de 1a chambre de com bustion D.
L'injecteur de combustible dirige le jet obliquement à travers la chambre de combus tion D, sous un angle avec l'axe de la cham bre inférieur à 45 . Il comprend un corps évidé F à l'intérieur duquel est disposée une soupape à pointeau P, qui est poussée par un ressort F2, et dont l'extrémité conique F3 s'appuie normalement sur un orifice conique formé à l'extrémité inférieure F4 de l'injec teur.
Le mouvement de la soupape produi- saut l'ouverture de l'orifice d'admission, a lieu dans le sens contraire à celui du com bustible; celui-ci arrive dans le corps de l'injecteur par un tuyau (non représenté) et s'écoule par une rainure Fe dans un espace F' entourant l'extrémité de la soupape à pointeau F1. De cette façon, le combustible sous pression agit sur la soupape dans le sens opposé à celui du ressort et comprime celui-ci, ce qui lui permet de sortir par l'es pace annulaire ouvert de cette manière entre l'extrémité conique F@ et son siège.
L'ampli tude du mouvement de la soupape Fl, sous l'action de la pression du liquide peut être 'limitée par une butée Fs, vissée dans le corps de l'injecteur et munie d'une tête moletée F qui en permet le réglage. Ce réglage consiste donc à faire varier les dimensions de l'espace annulaire par lequel s'écoule le liquide en modifiant l'amplitude du mouvement de la soupape. Dans la forme d'exécution représen- ;ée, le combustible, qui est amené dans l'in jecteur par une pompe à combustible non re présentée actionnée par le moteur, .jaillit en formant un cône qui pénètre assez loin dans la chambre.
N la place de l'injecteur qui vient d'être décrit, on pourrait employer une soupape ac tionnée mécaniquement et réglant l'injection de combustible avec ou sans mélange d'air.
Dan: la variante représentée schémati quement sur la fig. 3, la culasse du cylindre C, en forme de bouchon, forme une chambre de combustion Gl, à refroidissement par eau, la, hauteur de cette chambre étant approxi mativement égale à son diamètre. Un injec teur de combustible H, disposé dans la paroi supérieure de la chambre de combustion au voisinage de sa. périphérie, produit un jet dans une direction sensiblement parallèle à l'axe du cylindre.
Un fourreau 7 entoure la culasse G; ce fourreau est, de préférence, construit et ac tionné de la même manière que le fourreau représenté sur les fig. 1 et 2, de façon que l'air qui entre dans le cylindre ait un mouve ment de rotation autour de l'axe du cylindre. A l'intérieur du fourreau I se déplace le piston Ii du moteur; il porte sur sa face su périeure une sailli(- 1i1 d'un diamètre légère ment plus faible que celui de la partie infé rieure de la chambre de combustion, à l'inté- rieur de laquelle il pénètre à la fin de la course ascendante du piston.
Il en résulte qu'une partie de la cylindrée gazeuse con tenue dans le cylindre est refoulée à la fin de la coure ascendante du piston à une grande vitesse dans la chambre de combus tion, par l'espace annulaire Ii\ formé entre les parois circulaires de la saillie 1i1 et de la, chambre de combustion. Il en résulte dans la chambre de combustion une agitation axiale considérable qui :'ajoute au mouve ment rotatif que la cl#-linclrf#e d'air possède déjà. autour de l'axe du cylindre.
Dans la, seconde variante représentée sur la. fig. .I, dans une culasse en forme de bou chon L est formé(- mie chambre de combus tion cylindrique L', à refroidissement par eau. La hauteur d., cette chambre est sensi blement égale à. sou diamètre.
A l'intérieur du cylindre est placé un fourreau .11, qui est de préférence construit et actionné de la même manière que le four reau représenté sur les fig. 1 et ?, pour produire le mouvunr-nt rota,if désiré de la cylindrée d'air autour de l'axe du cylindre.
Dans la paroi supérieure de la. chambre de combustion, et ait voisinage de sa péri phérie, est dispo ié un injecteur N. Cet in jecteur produit un jet dans une direction sensiblement parallèle à l'axe de la chambre de combustion.
Une saillie cylindrique L\ est fixée à l'in térieur de la chanibro de combustion, suivant son axe. Cette saillie occupe la partie cen trale de la chambre de combustion, c'est-à- dire l'endroit où la. cylindrée gazeuse ne se rait pas aisément atteinte par le combus tible liquide injeuté par l'injecteur N.
De la sorte, la, clirimbre de combustion a une forme sensiblement annulaire, ce qui facilite beau coup un mélange efficace du combustible li quide avec la cylindrée gazeuse animée d'un mouvement de rotation autour de l'axe de la chambre de combustion.
Dans chacune des deux variantes repré sentées sur les fig. 3 et 4, on peut utiliser un injecteur d'une construction semblable à celle de l'injecteur décrit en se reportant à la fia. 1.
Dans la forme d'exécution représentée sur les fig. 5 et 6, le moteur est idu type à distribution par soupapes et comprend un cylindre 0 à refroidissement par eau, for inant dans sa partie supérieure une chambre de combustion 0l, refroidie également par eau. Cette chambre de combustion a une forme sensiblement cylindrique et sa hauteur est approximativement égale à son diamètre, qui est inférieur au diamètre intérieur du cylindre.
Dans les parois cylindriques de la cham bre de combustion<B>01</B> sont ménagés un orifice d'admission P et un orifice d'échappement Q. Ces orifices sont diamétralement opposés l'un à l'autre et débouchent respectivement dans un tuyau d'admission Pl et un tuyau d'échappement Ql.
Des soupapes PZ et QZ commandent res pectivement les orifices<I>P et</I> Q.
La soupape d'échappement Qû est d'une construction normale et est commandée par un ressort Q3.
La soupape d'admission PZ est munie, sur sa. face extérieure, d'un écran sensible ment semi-cylindrique P3 qui force la tota lité de l'air qui entre pendant la course d'ad mission du moteur par le -tuyau Pi, à passer par le côté de l'orifice non muni d'écran, comme on le voit sur la fig. 6, ce qui a pour résultat d'imprimer à l'air un mouvement de rotation autour de l'axe de la chambre de combustion.
Un injecteur de combustible R, qui peut être d'une construction quelconque, par exem ple semblable à celui de la fig. 1, est placé dans la paroi supérieure de la chambre de combustion 0' non loin de sa périphérie. Cet injecteur produit un jet dont la direction principale est sensiblement parallèle à l'axe de la chambre de combustion.
Quoique l'invention ait été décrite dans des applications à des moteurs à combustion interne à distribution par un seul fourreau animé d'un mouvement combiné de rotation et de déplacement longitudinal, elle peut aussi bien être appliquée aux moteurs à distri bution par fourreaux !de tous autres types. De même il est clair, que l'on peut appli quer l'invention à tous les moteurs à distri bution autre que celle par fourreaux ou par soupapes tubulaires à condition d'imprimer à la partie gazeuse de la cylindrée un mou vement de rotation autour de l'axe du cylin dre.
Chaque dispositif d'injection de liquide peut, soit produire un jet unique dans une direction parallèle ou sensiblement parallèle à l'axe de la chambre de combustion, soit produire plusieurs jets; dans ce dernier cas, certains de ces jets peuvent -être dirigés ra- dialement ou presque radialement, les autres jets étant alors disposés de manière que la direction moyenne de l'ensemble de ces jets forme avec l'axe de la chambre un angle in férieur à 45 .