moteur à combustion interne à deux temps. L'inventeur a constaté que, dans un mo teur à ,combustion interne, au contraire de ce que l'on avait admis, jusqu'à présent, l'échap pement n'a pas toujours le caractère d'un écoulement stationnaire, mais que dans.
cer tains cas .les .gaz brûlés peuvent quitter le cylindre !de façon explosive lorsque l'échappe ment s'ouvre -et laisser derrière eux dans ce cylindre une -dépression, qu'un retour de ces gaz brûlés dans le cylindre tend à combler et qui, dans le cas d'un moteur à :deux temps, pourrait être utilisée pour l'introduction de la charge fraîche dans le cylindre.
Il est facule de comprendre que pour que les gaz briîlés puissent quitter le cylindre assez brusquement pour que leur sortie pro duise une dépression dans ce cylindre; il faut que l'aire -de l'orifice d'échappement ait une valeur suffisante par rapport au volume du cylindre.
La, présente invention, basée sur cette considération:, a pour objet un moteur à com- bus:tion interne à -deux temps dans lequel les dimensions et le réglage de la distribution sont tels que, pour une vitesse de marche normale, au moment de l'ouverture de l'ad mission, l'orifice ,
d'échappement ait atteint un degré d'ouverture tel que la valeur du rap- T'fr port w du volume total W :du cylindre<B>à</B> l'aire A de la section @de passage libre -de l'orifice d'échappement à ce moment satis- fasse à la relation:
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dans laquelle W et .A sont évalués en cmg et en ,cm2 respectivement, t est l'intervalle -de temps s'écoulant entre ,l'ouverture de l'échap pement et l'ouverture de l'admission, K est un facteur sans dimensions physiques égal au produit du rapport de la valeur moyenne dis ponible pendant l'in@ervalle t @de l'aire de la section de passage libre de l'orifice d'échap pement,
à l'aire de la section de passage libre de l'orifice d'échappement au moment de l'ouverture de l'admission multiplié par le coefficient d'écoulement,des gaz brûlés, et Y est un coefficient avant les dimensions physi ques d'une vitesse et une valeur comprise entre 30 000 et 611 000, le tout. afin que pour ladite vitesse de marche normale, dans l'inter valle s'écoulant entre l'ouverture de l'échap pement et celle de l'admission. la sortie des gaz brûlés quittant le cylindre à brande vi tesse ait produit dans ce cylindre une dépres sion utilisable pour l'introduction de la charge fraîche.
La relaf-iou ii laquelle doivent satisfaire les caractéristiques du moteur selon l'inven tion a été établie en étudiant au moyen de diagrammes relevés sur (les moteurs à com bustion à deux temps, les variations de la pression dans le cylindre et dans le dispositif d'échappement en fonction du temps.
Voici comment on pourrait, par exemple. établir les caractéristiques d'une forme d'exé cution particulière du moteur selon l'inven tion.
Le point de départ est la relation:
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trouvée empiriquement par l'inrventeur qui, lorsqu'elle est satisfaite, permet qu'un moteur à deux temps fonctionne de façon qu'il se produise dans le cylindre une dépression uti lisable pour l'introduction de la<U>char--</U> fraîche.
Le volume<B>Il-</B> (en cm') du evlindre étant par exemple donné. on déterminera -I et t de façon que cette relation soit satisfaite pour la vitesse de marche normale du moteur, K et l' étant déterminés par le genre du mo teur en question.
K est déterminé par la forme (le horifiee d'échappement et le réglage de la distribu tion ainsi que par la valeur du coefficient: d'écoulement que l'on peut admettre comme constante. Pour les besoins pratique. oit peut par exemple prendre K égal à 0.5. Y qui doit être choisi entre 30 000 et 6(1 0110 a été déterminé. comme on l'a vu, em piriquement.
On pourra, par exemple, donner à Y une valeur comprise entre 4() 001) et 50 000, étant donné qu'on a constaté que le plus souvent f' est compris entre ces deux valeurs. En parti- enlier. on pourrait donner à T' la valeur de 45 000 cm. sec-i.
Les valeurs de K et de 1" étant établies. il reste à déterminer A et t. Pour déterminer l'intervalle t, il y a lieu de tenir compte du fait qu'il ne suffit pas que les caractéristiques -dit moteur satisfassent à la relation énoncée pour que la sortie des gaz brûlés dan:
cet i:itervalle produise une dépression dans le cylindre. mais qu'il faut encore que cet inter valle de temps t entre l'ouverture de l'éehap- peinent et celle de l'admission soit suffisam ment court pour que, la sortie des gaz brûlés ait le caractère explosif produisant la dépres sion cherchée. En effet, si l'échappement se prolonge trop ,longtemps, il tend à prendre un caractère d'écoulement stationnaire et la dépression ne se produit pas.
En étudiant les variations de la pression dans des moteurs à deux temps, on a pu éta blir que si l'on .s'arrangeait pour que la valeur (le t soit au plus égale à 0,003 sec. par exem ple, on pouvait obtenir une .sortie des gaz brûlés produisant une dépression dans le cylindre. Eu outre, il v aura.
lieu (le s'arran ger pour que l'angle de manivelle a corres pondant à cet intervalle t, et dont la valeur dépend de la vitesse N du moteur suivant la relation
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(oii a est évalué en de- (rrés et N en tours par seconde), ne soit pas trop grand afin de permettre une utilisation convenable -de l'angle de manivelle disponible pour l'admission. En pratique on pourra, par exemple. s'arranger pour que l'angle de ma nivelle a soit au plus égal à 2-l' et au moins égal à \?0 .
L'intervalle t avant ainsi été déterminé en tenant compte des considérations indiquées ci-dessus, la relation énoncée liant A et t. dé terminera la valeur minimum A (en<B>cm)</B> qu'il y a lieu de donner à l'aire cde la section de passage libre de .l'orifice d'échappement au moment où s'ouvre l'admission pour que, ,l'une part, l'évacuation du cylindre puisse avoir lieu, à la vitesse de marche normale, dans l'intervalle (le temps s'écoulant.
entre l'ouverture de l'échappement et celle de l'ad mission et, d'autre part, que cette évacuation soit assez brusque pour qu'elle ait produit dans le cylindre la dépression cherchée au moment de l'ouverture de l'admission.
Dans un autre cas, on pourrait aussi, par exemple, déterminer t de façon que cet inter valle soit au plus. égal à 0,002 sec., des va leurs de K, Tr et a étant choisies de la même façon que précédemment.
On pourrait aussi s'arranger de façon que l'échappement ait lieu ,dans l'intervalle entre l'ouverture de l'échappement et celle de l'ad mission en produisant une :dépression dans le cylindre au moment @de l'ouverture de l'ad mission pour toute une gamme de vitesses de marche du moteur. Dans ce cas, il faudra faire en sorte que l'intervalle t reste entre des limites convenables pour toutes les vitesses ,de la gamme envisagée et s'assurer que le mo teur satisfasse à la relation énoncée pour la plus grande des vitesses de la gamme.
En effet, si ladite relation est satisfaite pour une vitesse :donnée du moteur, elle le sera. néces sairement pour toute vitesse inférieure à cette vitesse.
S'il s'agit -de constituer une forme d'exé cution du moteur selon l'invention en modi fiant un moteur existant, on pourrait com mencer par relever des diagrammes :de la pression en fonction du temps dans le cylin dre, et ensuite, en se basant sur ces :
dia.- grammes, modifier soit le réglage -de la dis tribution du moteur, soit l'aire de l'orifice d'échappement, soit encore simultanément ces deux facteurs, -de façon que la relation 6non- cée soit satisfaite et que l'intervalle t rem- >>lisse les conditions indiquées plus haut.
Une forme d'exécution particulièrement avantageuse du moteur selon l'invention est constituée- par un moteur du type à pistons opposés, c'est-à-dire comprenant deux pis- tons travaillant en opposition à l'intérieur @d:
e chaque cylindre. ouvert à ses deux extrémités, ces deux pistons commandant respectivement des lumières d'admission et d'échappement situées aux extrémités opposées -du cylindre, les pistons individuels coopérant sait avec des arbres manivelle distincts tournant 6ynchro- nsquement, soit avec un seul arbre manivelle.
S'il s'agit :de constituer une forme d'exé- cution @du moteur selon l'invention en trans formant un moteur de ce type connu, on pourrait, le cas échéant, @en vue de conserver la commande des lumières par les pistons, donner à l'intervalle s'écoulant entre l'ouver ture de d'échappement et celle de l'admission la valeur voulue en décalant les:
manivelles d'un angle convenable, tout eu donnant aux lumières d'échappement l'aire nécessaire A, pour que k relation énoncée soit satisfaite. Une forme d'exécution particulière d'un mo teur conforme à l'invention construite par l'inventeur et constituée par un moteur à pis tons opposés à trois cylindres présente les caractéristiques suivantes:
Volume W de chaque cylindre 1220 cm', aire effective A de l'orifice d'échappement 19,66 cm' et angle <I>a</I> 20 . La valeur admise pour p (comme résul tat d'expériences pratiques) était de 45 000.
Ainsi, dans ce moteur, l'intervalle s'écou lant entre l'ouverture de d'échappement et l'ouverture :de l'admission, doit être d'au moins 1/3so sec. et correspond à 20 de mani velle. En d'autres termes, da vitesse maxi mum de ce moteur susceptible -d'être réalisée avec le réglage @de la distribution requis est de 1200 tours/min. Si l'on désirait pouvoir obtenir, avec ce moteur, -des vitesses jusqu'à 2400 tours/min.,
cela exigerait, en se basant sur les données ci-dessus, que l'aire A de 1a lumière ,d'échappement soit portée à<B>39,32</B> cm, si l'on entendait conserver .la valeur de 20 pour P angle, a.
Il fut trouvé en pratique que ces nombres étaient amplement suffisants et qu'avec une aire<I>A</I> :de 30 cm' et une valeur de<I>a</I> égale à 22 , les résultats désirés étaient déjà obtenus, da valeur correspondante de Y étant alors d'environ 50 000.
Dans certaines formes d'exécution du mo teur selon l'invention, deux effets nuisibles produisant un fonctionnement défectueux de ces moteurs peuvent se présenter: <B>10</B> A certaines vitesses, des dérang,@ements sont produits par le retour au cylindre des gaz brûlés qui se mélangent à. la. charge fraîche et qui, si ce retour se produit avant la fermeture de l'admission, chassent, cette charge en partie hors du cylindre.
<B>90</B> Aux vitesses plus élevées, la dépres- sion créée par la sortie des gaz brîilés s'étend sur un plus grand angle de manivelle et, comme cette dépression existe égalemexrt, dans le conduit d'échappement, elle tend à aspirer la charge fraîche admise dans le cylindre et, de ce fait, à réduire le poids de la partie de la charge restant dans le cyliirdre. Oit petit, par exemple, remédier à l'inconvénient cité sous 10,
en fermant l'échappement avant que le retour des gaz brûlés se produise. aux basses vitesses du moteur. Cette mesure assure en même temps un fonctionnement satisfai sant du moteur aux vitesses plus élevées.
Ce résultat pourrait être obtenu dans le cas d'une forme d'exécution constituée par un moteur à pistons opposés, par exemple, eau faisant que la manivelle d'un piston avance sur celle de l'autre piston d'une quantité con venable.
De plus, il est avantageux, dans le cas d'une forme d'exécution du moteur dans la quelle le piston ou les pistons commandent les orifices d'admission et d'échappement que la. vitesse linéaire du piston soit 1a plus éle vée possible au moment d e l'ouverture de ces lumières, car, de cette façon, la sortie rapide des gaz brûlés et l'introduction (le la nou velle charge de remplissage seront facilitées.
Dans certaines forme d'exécution dit mo teur, il peut arriver que le retour des gaz brfilés aux basses vitesses a lieu trop tôt pour permettre une fermeture appropriée et conve- nable de l'échappement avant le retour des gaz brii'lés. Dans ce cas, on pourrait s'arran ger pour modifier le moteur de façon que le retour des gaz brfîlés vers le cylindre ait lieu avec un retard suffisant, en utilisant, par exemple,
une des dispositions décrites dans le brevet suisse tic<B>237683</B> et servant, à retarder 1c retour des gaz, ou bien en dispo sant une chambre -de détente sur le conduit ,(l'échappement, ou bien encore en allongeant le conduit d'échappement entre certaines limites. Ce résultat pourrait aussi être ob- teMu, par exemple, en s'arrangeant pour que l'échappement ait lieu à un moment où une dépression. règne dans le conduit d'échappe ment.
Cet effet pourrait, par exemple, être obtenu dans un moteur mu 1ticylindrique, en reliant des conduits d'i@cliappement indivi duels des cylindres entre eux de telle façon que les gaz brûlés d'iin cylindre s'échappent dans un conduit oui une dépression a été préalablement produite par l'échappement d'un autre cylindre et avant que cette dépres sion ait été détruite par le retour des raz brûlés.
Des formes d'exécution particulières du moteur selon l'invention peuvent "être établies soit, par exemple, de façon que la charge fraîche soit introduite dans le cylindre direc tement par la pression atmosphérique, soit aussi de façon que cette charge ,soit intro duite par un compresseur.
La seulç différence entre ces deux cas consiste dans 1a différence de la pression au moyen de laquelle 11a charge fraîche est introduite dans le ,cylindre. Ainsi, par exem ple, dans le cas d'une forme d'exécution du moteur selon l'invention, établie de telle i'açon qu'au moment, d'ouverture de l'admis sion la dépression dans le cylindre soit de 7 mètres d'eau par exemple,
la charge fraîche sera poussée 6dans le cylindre avec une force de 700 g par cm', si l'introduction se fait directement à la pression atmosphérique. Si cette forme d'exécution est munie d'un com presseur et ,si ce compresseur donne une pres sion de 300 g par cm, alors, dans ce cas, l'air est poussé dans ale cylindre avec une pression totale de 1 kg par cm'.
Dans le cas d'une forme d'exécution munie d'un compresseur, il sera avantageux d'utiliser un compresseur du type centrifuge, par exemple, car l'air peut passer librement à travers ces compresseurs, indépendamment de la rotation du rotor, ce qui présenterait l'avantage de permettre à cette forme d'exécution de fonctionner par admission directe à travers le -compresseur,
même si ce dernier est arrêté et ne travaille pas, ce qui ne pourrait avoir lieu avec un compresseur volumétrique. Dans une telle forme d'exécution du moteur selon l'inven tion, on pourra s'arranger, par exemple, pour que, normalement, la charge fraîche soit introduite à la pression atmosphérique, le compresseur étant seulement actionné lorsque c'est nécessaire, en vue d'augmenter la charge fraîche pour suralimenter le moteur comme c'est nécessaire, par exemple, sur .des moteurs d'avions.