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Appareil de conversion du mélange pour moteurs à Combustion interne.
La présente invention concerne un appareil de conversion du combustible ou mélange pour moteurs à com- bustion interne, appareil adapté pour fournir au mélange de combustible et d'air, débité par le carburateur d'un moteur à combustion interne, des calories provenant du fonctionnement du moteur, calories qui d'ordinaire se
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perdent avec l'échappement, et pour les fournir en quan- tité suffisante pour transformer le mélange de combusti- ble et d'air relativement humide en un gaz sec, avant son passage aux cylindres du moteur, de façon à assurer une combustion complète et à supprimer la production d'oxyde de carbone.
Un des objets de l'invention est relatif à la simplification de la construction et à l'amelioration du rendement mécanique des appareils utilisés dans ce but.
Un autre objet est relatif à la disposition de moyens supplémentaires entrant automatiquement en action lorsque les pressions régnant dans le cylindre dépassent une valeur prédéterminée, dans le but d'empêcher les dé- tonations en diminuant la pression du moteur et en débi- tant les gaz du cylindre du moteur, en quantité relative- ment faible mais à une température élevée, pour augmenter la température et la pression auxquelles les gaz chauds sont débités par l'appareil de conversion.
Les dessins ci-joints représentent, à titre d'e- xemples, des formes d'exécution de l'appareil formant l'ob- jet de la présente invention. La fig. 1 est uns vue laté- rale, certaines parties étant arrachées et montre un mo- teur à combustion interne équipé de l'appareil de conver- sion de l'invention. La fig. 2 est une vue en plan de l'appareil, la pièce de fonte supérieure ou dôme étant en- levée. La fig. 3 est une coupe verticale suivant la ligne 3-3 de la fig. 2, les soupapes de l'appareil de conversion se trouvant dans une position qui correspond à la position de fermeture complète ou presque complète du papillon du moteur. La fig. 4 est une coupe transversale suivant la ligne 4-4 de la fig. 3. La fig. 5 est une vue en plan.
La fig. 6 est une coupe suivant la ligne 6-6 de la fig.
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5. La fig. 7 est une coupe suivant la ligne 7 - 7 de la fig. 3. La fig. 8 est une élévation latérale de l'appa- reil de conversion. La fig. 9 est une élévation à angle droit par rapport à la fig. 8 et en regardant vers le cô- té gauche de la fig. 8. La fig. 10 est une coupe suivant la ligne 10 - 10 de la fig. 9, des parties internes étant enlevées. La fig. 11 est une vue de dessous. La fig. 12 est une coupe de détail à plus grande échelle suivant le même plan que la fig. 3, :nais montre les positions des parties mobiles correspondant à l'ouverture en grand du papillon du-moteur. La fig. 13 comprend des coupes de détail montrant diverses positions des soupapes et par- ties adjointes suivant le même plan que dans les fig. 3 et 12.
La fig. 14 est une vue semblable à la fig. 1 et montre une modification comprenant un injecteur qui utili- se les gaz du cylindre du moteur. La fig. 15 est une vue en coupe semblable à la fig. 7, mais l'appareil est équipé de l'injecteur de la fig. 14. La fig. 16 est une vue la- térale et la fig. 17 une coupe centrale verticale de la soupape de dégagement de pression utilisée avec l'appareil des fig. 14 et 15. La fig. 18 est, à plus grande échelle, une vue de détail de l'ajutage de décharge utilisé pour débiter les gaz chauds à l'admission avec l'appareil injec- teur des fig. 14 à 17. La fig. 19 est une coupe centrale d'une variante comprenant une disposition pour augmenter la circulation des gaz d'échappement à travers le réchauf- feur avec augmentation conséquente du débit de chaleur.
La fig. 20 est une coupe fragmentaire semblable à une partie de la fig. 19, et montre une autre variante. La fig. 21 est une coupe suivant la ligne 21-21 de la fig. 19. La fig. 22 est une vue de dessous en plan de la fig. 20. La fig. 23 est une coupe semblable à une partie de la fig.19 ou de la fig. 20 et montre une soupape d'échappement de
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gaz avec une tige pleine et sans trou d'évent. La fig.
24 est une vue de détail et montre la soupape d'étran- glement d'air du carburateur, reliée au levier du pa- pillon. La fig. 25 est une vue semblable et montre un dispositif pour introduire de l'air atmosphérique à l'en- trée d'air du carburateur, lorsque le papillon du moteur se trouve dans la position de grande ouverture et se rapproche de cette position.
Le moteur à combustion interne 10 comprend la culotte d'échappement usuelle 12, la culotte d'admission
14 et le carburateur 16. Ce carburateur 16 prend de préférence au moins une partie de son air du réchauffeur
18, c'est-à-dire du dispositif de chauffage par les gaz d'échappement, par l'intermédiaire du tuyau 20, de sorte que l'air entrant dans le carburateur est réchauffé.
L'appareil de conversion 22, monté sur la culotte d'é- chappement 12, est relié par son tuyau de décharge 24 à la culotte d'admission, de préférence juste au-dessus ou au-delà du papillon, c'est-à-dire entre les cylindres du moteur et le papillon.
L'appareil de conversion est de préférence en fonte et les parties sont établies de façon à simplifier la construction et le montage. La pièce principale ou enveloppe 26 possède une forme générale de cuvette avec un prolongement latéral 28 destiné à loger la soupape tubulaire de quantité 30, et avec un bossage saillant 32 situé sous le logement de soupape 28 et destiné à recevoir la soupape d'air cylindrique 34 et la soupape d'échappement de gaz 36. La partie de base 38 de 1' enveloppe 26 comporte un trou 40 pour recevoir le col 42 du réchauffeur 44 et contient aussi le passage d'entrée d'air 46.
Le réchauffeur 44 comporte un pas- sage sinueux 52 pour lea gaz d'échappement, ce passage
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comprenant de préférence la @paroie principale 54 s'é- tendant à peu près sur la totalité de la longueur du ré- chauffeur 44 et la partie inversée 56 séparée de la partie 54 par la cloison 58, Le passage 54 est ou- vert à son extrémité d'entrée 60 vers l'intérieur de la culotte d'échappement 12 dans laquelle il est vissé de façon à servir à porter l'appareil de conversion sur la culotte d'échappement, et on a prévu un écrou d'arrêt 62 destiné à être serré sur la culotte d'échappement après que l'appareil de conversion a été vissé sur cet- te culotte.
A l'extrémité du passage sinueux 52 oppo- sée à l'orifice d'entrée 60, le réchauffeur 44 est pourvu d'un orifice d'éduction 64 pour les gaz d'échap- pement, .orifice qui est contrôlé par la soupape 36 des gaz d'échappement. Le réchauffeur 44, qui est de pré- férence en un corps bon conducteur de la chaleur, par exemple en un alliage contenant une proportion prédomi- nante de cuivre, est pourvu d'une surface externe à ra- yonnement thermique intense, par exemple du fait qu'elle est pourvue de nervures verticales 66 sur le côté oppo- sé à la soupape d'échappement 3 6, et de nervures ou ai- lettes horizontales 68 sur le reste de sa surface. péri*- phérique. Sa tête 70 en forme de dôme est également pourvue d'une ailette centrale de conduction de chaleur 72.
Une pièce de fonte cylindrique creuse 74 est insérée à l'intérieur de la pièce de fonte externe 26 et entoure le réchauffeur 44, et, de même que le ré- chauffeur 44, cette pièce 74 est de préférence en Un corps bon conducteur de la chaleur, tel que du cuivre ou un alliage de cuivre. La pièce de fonte 74 est pourvue d'ailettes longitudinales 76 et de la nervure ou ailette circonférentielle terminale 78, ces ailettes s'adaptant
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exactement à l'Intérieur de l'alésage 80 de la pièce
26.
Les ailettes ou cloisons longitudinales 76 sont découpées alternativement au sommet et à la base (voir la fig. 6), de sorte que le gaz arrivant du tuyau d'é- chappement chaud par l'orifice 46 s'élève à travers le passage 82, descend à travers les passages adja- cents 84, 84, monte à travers les passages adjacents suivants 85, 86 et descend à travers le passage 88 si- tué sur le côté opposé au passage 82. La pièce cylin- drique 74 est pourvue de l'orifice d'air 90 qui com- munique avec le passage 88. Le degré d'ouverture de l'orifice d'air 90 est centrale par la soupape cylin- drique 34, et, dans certaines conditions, par la sou- pape 36, ainsi qu'il sera plus explicitement décrit dans la suite.
Par son passage à travers le conduit sinueux autour et en contact avec la pièce annulaire 74 en cuivre ou matière similaire, pièce qui ost chauffée du réchauffeur 44, l'air entrant est porté à une tempéra- ture relativement élevée pendant sa course de l'entrée en 46 à l'orifice d'air 90.
La pièce de sommet ou dôme 92 est montée en place après que le réchauffeur 44, la pièce annulaire 74 et la soupape de quantité 30 ont été insérés, et est maintenue en place par les vis 94, les parties étant maintenues en coincidence exacte les unes par rapport aux autres au moyen de goujons 96 passant à travers des ou- vertures de la pièce de fonte de d8me et dans des trous 98 (fig. 2) formés partie dans la pièce de fonte princi- pale 26 et partie dans la pièce de fonte annulaire 74.
La pièce de fonte de dôme 92 est évidée pour constituer un passage 100 qui établit la communication de l'espace au-dessus et autour du réchauffeur 44 avec l'orifice de
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soupape 102 contrôlé par la soupape tubulaire de quan- tlt6 30. Dos moyens pour maintenir élastiquement cette soupape 30 sur son siège peuvent être constitués par un ressort à lame 104 serré sur la pièce de fonte de dôme 92 par le boulon 106.
L'espace 108 situé au-dessous de la soupape 30 communique avec le tuyau d'éduction 24. Dans le but d:adapter le dispositif pour son installation de diver- ses manières et peur assurer la liaison d'autres parties telles que l'injecteur décrit dans la suite, la partie saillante 28 de la pièce 26, contenant la soupape 30, est percée transversalement, ainsi que représenté en 110, et le tuyau d'éduction 24 peut être relié à l'une ou l'autre extrémité de cette partie, un bouchon 111 étant inséré dans l'extrémité qui n'est pas utilisée pour le tuyau d'éduction.
Une ouverture d'évent réglable est prévue pour permettre le passage des gaz chauds de la chambre de mé- lange 112 entourant le réchauffeur 44 et comprenant le passage 10C dans la pièce de dôme 92, qui forme en fait partie de cette chambre de mélange et constitue une sortie au-delà de la soupape de quantité 30 dans le passage d'éduction 108 menant dans le tuyau 24. Dans la construction représentée, le passage 100 possède un court conduit decommanication 114 partant de ce passa- ge, et un trou 116 est percé de ce prolongement 114 à travers la paroi 118, de façon à établir une communica- tion entre les espaces 100 et 108 pour permettre le passage de gaz chauds au tuyau d'admission.
Pour régler la quantité d'ouverture du trou 116 on a prévu une sou- pape à pointeau 120 qui peut être bloquée au moyen d'u- ne vis d'arrêt 122 lorsqu'elle a été réglée à la posi- tion convenable.
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La soupape à air cylindrique 34, la soupape d'échappement 3 6 et la soupape tubulaire de quantité
30 sont actionnées par un seul élément tournant à came et secteur 130. Cet élément 130 possède une surface de dégagement 131, une surface radiale 132 et une surface de came 134 pour imprimer un mouvement à la soupape tubulaire de quantité 30 contre l'action du ressort 104 par coopération avec la tige de soupape
136. Cet élément rotatif 130 est fixé par la cheville 138 à l'arbre 140. La cheville 138 est filetée à son extrémité pour faciliter son retrait en y vissant un écrou. L'arbre 140 sur lequel est monté l'élément ro- tatif 130 est réversible et s'étend à travers deux paliers semblables 142 dans la partie supérieure ou bossage 32 de l'élément d'enveloppe 26.
Ainsi que représenté, l'ar- bre 140 possède une manivelle de commande 144 mainte- nue par un collier fendu boulonné, prévu sur une extrémi- té, et comporte aussi un ressort de rappel hélicoi'dal 146 à l'extrémité opposée, ce ressort étant fixé à l'arbre 140 par le collier 148, l'extrémité opposée du ressort 146 étant reçue dans le trou 150 de l'élément de pa- lier 142. Un trou semblable 150 est prévu dans l'au- tre élément de palier 142 et, ainsi que le montre la fig. 7, les parties peuvent être facilement inversées et les positions du bras de manivelle 144 et du collier 148 peuvent être échangées, lorsque les conditions exi- gent cette inversion dans une installation sur un type particulier quelconque de moteur.
Le collier 148 est pourvu de trous radiaux 152 et, en y insérant une che- ville, il peut être réglé et resserré sur l'arbre 140 pour obtenir un degré de tension désiré quelconque sur le ressort 146.
Le bras de manivelle 144 est relié au
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dispositif d'actionnement du papillon, de sorte que le dispositif de conversion est automatiquement actionné avec le papillon et sans exiger d'attention de la part de l'opérateur pour un dispositif de contrôle addition- nel quelconque autre que ceux d'usage courant. Dans la , forme représentée, cette liaison se fait avec le levier de papillon 154 par le fil souple 156 passant dans le tube 158, le levier de papillon 154 étant action- né d'un levier à main ou d'une pédale, ou des deux, par la bielle usuelle 160.
L'élément rotatif 130 comporte des dents de secteur 162 engrenant avec les dents de crémaillère 164 de la soupape à air cylindrique 34, soupape qui possède un mouvement coulissant alternatif dans l'alésa- ge 166 du bossage 32 de la pièce d'enveloppe 26, et qui est actionnée de manière commandée dans les deux directions par l'élément de secteur rotatif 130. L'aie-' sage 166 est formé ou se termine dans le bossage 32 et traverse aussi la paroi de la pièce annulaire 74 pour constituer un orifice d'air 90, ainsi que la pa- roi adjacente de l'élément réchauffeur enveloppé 44 pour constituer un orifice d'échappement de gaz 64 après que les parties ont été assemblées et goujonnées entre elles,
de façon à assurer et à maintenir une coïncidence exacte dans toutes les conditions y compris le démontage et re- montage des parties de l'appareil de conversion. Là où l'alésage 166 s'étend dans la paroi 56 de l'élément réchauffeur 44, il est de préférence fini en forme car- rée, ainsi que représenté en 168 pour constituer un arrêt positif pour le mouvement de la soupape d'échappe- ment de gaz 36 vers l'intérieur. Cette soupape d'é- chappement de gaz 36 coulisse dens et hors la percée 170 formée dans la soupape à air tubulaire 34 et
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possède de préférence une liaison à mouvement à vide avec cette soupape.
Dans la forme représentée, cette liaison s'obtient du fait que la soupape à air tubulaire 34 est interposée entre l'épaulement 172 prévu sur la soupape d'échappement de gaz 36 et les écrous d'arrêt 174 pré- vus sur la tige filetée 176 de la soupape 36. On peut changer l'étendue de ce mouvement à vide en réglant les écrous d'arrêt 174.
La soupape d'échappement de gaz 36 est empê- chée de tourner au moyen de la cheville ou. vis 178 insé- rée à travers la soupape d'air tubulaire 34 et agissant contre le méplat 180 de la tige 186. La s cupape à air tubulaire 34 est empêchée de tourner du fait que son mé- plat s'engage avec les dents 162 du pignon 130.
La cheville de nettoyage 182 s'étend à travers la percée 184 de la soupape d'échappement de gaz 36 et est portée de manière réglable à son extrémité externe par le collier fendu à boulon 186, qui est en forme de manchon et est fixé au bossage 32, par exemple au moyen de vis 188 (fig. 2 et 8).
Un ressort 189 encerclant la cheville de net- toyage 182 à l'intérieur de l'élément de serrage en man- chon 186, est interposé entre l'extrémité externe de ti- ge 182 de la soupape d'échappement de gaz et l'élément de serrage 186 et sert pour forcer de manière élastique la soupape d'échappement de gaz 36 vers la position de fermeture, c'est-à-dire en contact avec l'arrêt 168, Une plaque de couvercle .187, de préférence en tôle, est fi- xée par vis sur la partie de l'élément de serrage 186 voisine de l'extrémité de bossage 32 et sert à enve* lopper le pignon et l'élément de came 130 et à empêcher l'accès de poussière, de boue, d'huile, etc, aux parties de travail.
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La fig. 3 montre les positions des diverses par- ties mobiles de l'appareil de contorsion correspondant à la position de fermeture ou de marche à vide du papillon du moteur, et la fig. 12 montre les positions de ces par- ties correspondant à la position de grande ouverture du papillon, tandis que dans la fig. 13 la partie supérieur re (disposée pour une comparaison commode) montre la même position que la fig. 2, et que les parties médiane et in- férieure de cette fig. 13 montrent des positions intermé- diaires entre celles représentées sur les fig. 3 et 12.
Dans la position de fermeture de la soupape 36 (fig. 3), le trou d'évent 190, partant de la percée 184 de la tige 176 de la soupape d'échappement de gaz, est ouvert en permettant le passage d'une faible quantité de gaz d'échappement dans la chambre de mélange 112. En mê- me temps, de l'air est admis en volume restreint du passa- ge d'admission d'air chaud 88 à travers l'orifice d'air 90 dans la chambre de mélange 112, la soupape à air tu- bulaire 34 étant quelque peu ouverte au début, ainsi que représenté sur la fig. 3. La soupape de quantité cylindri- que 30 étant fermée, la quantité de gaz chaud admise dans le tuyau d'admission au-dessus du papillon n'est que celle franchissant la soupape à pointeau 120. Ce gaz chaud est principalement de l'air.
L'air est chauffé en traversant lentement les passages 82 - 88 et le trou d'évent de gaz d'échappement est pratiquement seul requis pour assu- rer la circulation des gaz d'échappement destinés à four- nir la chaleur nécessaire sans dilution inadmissible par excès de gaz d'échappement.
Le premier mouvement rotatif de l'élément tour- nant 130, correspondant à de faibles ouvertures du papil- lon du moteur, sert à ouvrir graduellement la soupape à air 34, mais la soupape d'échappement de gaz 36
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ne commence à s'ouvrir que lorsque le mouvement à vide re- latif est absorbé par la soupape à air 34 entrant en contact avec les écrous d'arrêt 174. Mais pondant ce temps le trou d'évent 190 reste ouvert en permettant le passage de gaz d'échappement en quantité suffisante pour assurer la circulation dans le réchauffeur et 13 chauffa- ge effectif conséquent de l'air qui est mélangé avec un minimim de gaz d'échappement.
De cette manière, du gaz chaud est amené au delà de la soupape de quantité cylin- drique 30, qui s'ouvre dans une certaine mesure avec la rotation de l'éléuent 1300
La rotation ultérieure da l'élément 130 fait que la soupape d'échappement de gaz 36 commence à s'ou- vrir. Il faut noter que l'ouverture de la soupape d'é- chappement de gaz est graduelle, la tête en forme de ron- delle 37 de cette soupape exécutant scn mouvement cou- lissant dans une ouverture formée dans une surface cylin- drique, de sorte que l'orifice 64 est ouvert sur chacun de ses côtés avant d'être finalement ouvert au ni lieu ou au sommet et à la base.
Dans la suite du mouvement de la soupape vers la position correspondant à la position d'ou- verture du papillon du moteur, ainsi que représenté sur la fig. 12, les deux soupapes 34 et 36 se rapprochent après que la soupape tubulaire 34 est entrée en contact avec les éléments d'arrêt 174, le trou d'évent 190 est fer- mé par la cheville de nettoyage 182 relativement fixe, qui sert aussi à éjecter toute matière qui obture ou tend à obturer le passage dans la soupape d'échappement.
Aux positions du papillon du moteur où des déto- nations sont susceptibles de se produire, ce qui peut être le cas lorsque le papillon du moteur est ouvert ou presque ouvert en grand dans des moteurs à faible compression, et encore plus tôt dans les moteurs à forte compression.
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l'orifice d'air 90 est fermé.
Mais cette fermeture n'est pas effectuée par l'élément 34, qui jusqu'ici a été appelé la soupape à air, mais par la tête 37 de l'é- lément 36 appelé ci-dessus la soupape d'échappement de gaz, élément 36 qui,en conséquence, sert non seulement à contrôler l'admission de gaz d'échappement en quantités Mesurées suffisantes pour empêcher une détonation, mais aussi à intercepter l'admission de l'air en entrant dans l'orifice 90 et en le fermant lorsque cette soupape 36 est actionnée sur une distance suffisante.
La soupape cylindrique de quantité 30 entre dans sa position d'ou- verture maxima dans la suite de la rotation de l'élément tournant 130, ainsi qu'on peut voir en se reportant à la fig. 2, position correspondant à la position d'ouvertu- re du papillon du moteur, et on voit dans cette figure que la soupape d'échappement de gaz 36 a ouvert l'orifice d'échappement de gaz 64 et a fermé l'orifice d'admission d'air 90, tandis que la soupape cylindrique de quantité 30 est dans sa position de Maximum d'ouverture.
On se rend compte qu'en réglant les diverses parties, y compris la cheville de nettoyage 182, les écrous d'arrêt réglables 174 et la soupape à pointeau 120, la durée et l'étendue de l'ouverture des soupapes peuvent être commandées suivant que requis pour se con- former aux besoins du moteur particulier auquel l'appareil de conversion est appliqué. Il est essentiel que chacun de ces réglages soit prévu dans un dispositif destiné à être monté sur des noteurs différents, car, dans chaque cas, les proportions et les quantités de gaz sont criti- ques et avec une divergence en plus ou en moins pour les ouvertures et les réglages exacts, les meilleurs résultats ne sont pas assurés.
Dans les positions de marche à vide ot de papillon faiblement ouvert, le gaz d'échappement doit
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être suffisant pour donner la chaleur requise, mais non pas suffisant pour provoquer une dilution nuisible, tan- dis que, aux positions d'ouverture du papillon où des dé- tonations sont susceptibles de se produire, le gaz d'é- chappement doit être suffisant pour réduire les détona* tions à un minimum et cependant no pas suffire pour provo- quer une dilution nuisible, et à ces moments l'air suscep- tible d'augmenter les détonations doit être coupé,
Le fonctionnement de 1 appareil tel que décrit jusqu'ici est brièvement le suivant :
De l'air chaud,pro- venant de la culotte d'échappement,est admis par l'orifi- ce 46 et est chauffé par son passage sinueux en arrière et en avant, relativement lent,, entre l'élément externe et l'élément voisin de l'appareil de conversion et est déchargé par l'orifice 90 à la chambre de mélange 112.
Du gaz d'échappement pénètre dans le réchauffeur 44 par l'entrée 60 et traverse ce réchauffeur de manière sinueu- se vers la base du puits 56,, où ce gaz passe dans la chambre de mélange soit à travers l'ouverture d'évent 190 soit par l'orifice 64 au-delà de la soupape d'échappe- ment de gaz 36, lorsque cette dernière est ouverte. Ce mélange de gaz d'échappement chaud et d'air chaud est en- core chauffé par son passage à travers la chambre de mé- lange entre le réchauffeur 44 fortement chauffé par la circulation du gaz d'échappement chaud, et l'élément de paroi externe suivant de l'appareil de conversion, à sa- voir l'élément annulaire 74.
Le mélange de gaz chauffé ainsi obtenu passe à la culotte d'admission du moteur au- dessus du papillon,. en franchissant l'une ou l'autre ou les deux ouvertures contrôlées par la soupape à pointeau 120 et la soupape cylindrique de quantité 30. La dis- position est telle qu'aux positions ou vers les positions de fermeture du papillon du moteur, la soupape d'échappement
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de gaz et soupape cylindrique de quantité sont fermées et que seuls- le trou d'évent 190 et l'orifice d'air com- mandé par la soupape 34 sont ouverts; cette soupape étant au début en partie ouverte. De cette manière, lors de la marche à vide, un mélange d'air chaud et d'une faible quan- tité de gaz d'échappement est conduit au-delà de la soupape à pointeau 120 au cylindre du moteur.
Mais dans cette phase, le débit de chaleur au moteur est relativement très fort car l'aspiration exercée au trou d'évent 190 est celle régnant au-dessus du papillon et cette aspiration est à peu près au maximum à la position et vers la posi- tion de fermeture du papillon du moteur..
Lorsque le papillon du moteur est ouvert, la soupape à air est encore plus ouverte., la soupape de gaz d'échappement restant fermée, et le gaz d'échappement dé- bité n'étant que le gaz passant à travers le trou d'évent 190. La soupape cylindrique de quantité 30 a été ou- verte à ce moment par sa tige qui est actionnée par la partie saillante de came 132 de rayon uniforme en donnant une ouverture uniforme de cette soupape de quan- tité 30 jusqu'à ce qu'elle soit plus fortement ouverte par la partie excentrique ou came 134 de l'élément tournant 130, Avec des ouvertures encore plus grandes du papillon du moteur, l'air est coupe et du gaz déchap- pement additionnel est admis;
ces deux effets étant obte- nus par le mouvement de la seule soupape 36, et la soupa- pe cylindrique de quantité 30 est encore plus ouverte au moyen de la surface de came 134, de sorte qu'aux po- sitions du papillon du moteur où on peut craindre des dé- tonations, l'admission d'air à travers l'appareil de con- version, admission qui semble favoriser les détonations au lieu de les empêcher, est coupée, et seule est admise une quantité de gaz d'échappement suffisante pour empêcher
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-- -1. ;-e '*" \J! les détonations.
Le degré d'ouverture de la soupape d'é- chappement de gaz et la grandeur des parties sont choisis et réglés de manière à assurer l'admission de la quantité de gaz d'échappement convenable pour empêcher les détona- tions san3 diluer de manière inadmissible le mélange, ce qui provoquerait une grande perte de force.
Le réchauffeur compartimenté en cuivre,qui com-
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munique avec la culotte d t échappement, peut comporter avan- tageusement une ouverture de retour à la culotte d'échappe- ment en plus de l'ouverture d'évent menant à la culotte d'admission au-delà du papillon. Cette disposition fait qu'on plus du gaz d'échappement franchissant cet orifice ou ouverture, une autre partie considérable de gaz d'échap- pement passe à travers le réchauffeur et retourne à la cu- lotte d'échappement en contribuant notablement à la ces- sion de chaleur aux parois du réchauffeur et au mélange en contact avec ces parois.
Cet effet peut être augmenté en construisant et disposant les orifices de façon à cueillir et diriger les gaz d'échappement dans le réchauffeur et de façon ou bien de façon à utiliser le passage des gaz dans la culotte d'échappement pour engendrer une aspiration ou vide partiel à l'orifice de retour. Cette construction est représentée sur la fig. 19, dans laquelle le réchauffeur 44 possède uhe cloison transversale 58 s'étendant en travers de la chambre du réchauffeur de son extrémité in- terne jusque et au-delà de l'extrémité externe du col 42'.
Dans la fig, 19, la partie saillante 200 de la cloison 58' s'étendant dans la culotte d'échappement 12 compor- te un saillant en forme de pelle 262 dirigé contre la -direction de mouvement des gaz d'échappement dans la culots te 12, et possède aussi sur son coté arrière un saillant 204 dirigé en sens contraire.
Cette disposition fait que, en plus du simple passage de gaz d'échappement entrant par
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l'orifice 206 et sortant par la soupape 36 et par le trou d'évent 190' (si ce trou est prévu; le trou d'évent n'est pas représenté sur la fig. 23), il se produit une circulation supplémentaire autour de la cloison 58' , une partie du gaz d'échappement chaud retournant à la culotte d'échappement par la sortie 208, lorsque la 'Pression baisse par rapport à celle à l'orifice d'entrée 206. La quantité de gaz d'échappement ainsi mise en circulation est très considérable et la cession de chaleur au ré- chauffeur 44' est très effective.
Le passage 210 me- nant à l'orifice de sortie 208 peut être quelque peu étranglé comparativement aux parties internes 212, 214 de la ohambre du réchauffeur, car une partie des gaz pas- sant par l'intérieur du réchauffeur sont enlevés en 36 et la chaleur-est cédée de manière plus effective en ra- lentissant la vitesse dans la partie compartimentée de plus grande section.
Une autre variante est représentée sur la fig.
20 dans laquelle le bord de la pelle 202 est supprimé et le bord dirigé vers le bas 204' est conservé. Dans ce cas, l'aspiration à l'orifice de réadmission 208' et la sortie des gaz en 36 sont utilisés pour engendrer la circulation des gaz d'échappement et pour les faire en- trer dans l'orifice d'admission 206'.
Dans la vue de la fig. 23, le trou d'évent 190 est supprimé et la soupape d'échappement est pleine. Avec cette construction, la circulation du gaz d'échappement à travers le réchauffeur est celle produite par l'effet de cuiller ou de pelle à l'orifice d'entrée 206 et par la pression relativement plus basse à l'orifice de sortie 208, jusqu' à ce que la soupape 36b soit ouverte, et, à ce moment, la circulation comprend également des gaz pas- sant au-delà du siège de soupape 36b et finalement à la
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culotte d'admission et aux cylindres du moteur.
Avec des ouvertures partielles du papillon, il existe un rapport étroit entre les moyens pour amener des gaz chauds au delà de l'admission et la température et le degré d'ouverture de l'air fourni au carburateur. Dans le but d'obtenir l'augmentation de force et l'économie qui peuvent être réalisées avec l'appareil de conversion, il faut,en général, avec des ouvertures partielles du papil- lon, que l'arrivée d'air au carburateur soit coupée à moins que cet air ne soit réchauffé, par exemple par le réchauffeur tubulaire de conduit d'échappement usuel 18, auquel cas le passage d'admission d'air au carburateur n'a pas besoin d'être étranglé dans une mesure plus grande que dans le cas où l'on se sert du même carburateur sans se servir du dispositif de conversion.
Maiscette relation ne peut s'obtenir à la posi- tion ou près de la position d'ouverture du papillon. Avec cet, grandes ouvertures du papillon, le réchauffage de l'air allant à l'admission d'air du carburateur doit de préféren- ce être supprimé, et la totalité de l'arrivée d'air à l'ad- mission du carburateur doit être disponible à la températu- re atmosphérique, de façon à pouvoir obtenir le rendement volumétrique complet.
Les fige 24 et 25 représentent des moyens pour assurer automatiquement cette opération. Dans la construc- tion représentée sur la fig. 24, le levier 154 du papil- lon est relié par une tringle 220 à la Manivelle de com- mande 222 de la soupape d'étranglement 224 de l'admis- sion d'air au carburateur. La disposition est telle que la soupape 224 est partiellement fermée avec des ouvertu- res partielles du papillon, mais est ouverte en grand lors- que le papillon se trouve à sa position ou près de sa posi- tion d'ouverture en grand.
La tringle 222 peut comporter
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une partie élastique ou une liaison à mouvement à vide pour permettre au papillon de s'ouvrir encore après l'ou- verture en grand de la soupape d'étranglement, Avec cet- te disposition, de l'air à la température atmosphérique est fourni à l'admission d'air du carburateur pour toutes les ouvertures du papillon,et on ne Sesert pas de réchauf- feur tubulaire ou autre pour l'air du carburateur.)
On se sert de préférence d'une construction telle que représentée sur la fig. 25 lorsque de l'air ré- chauffé doit être amené au carburateur avec des ouvertures partielles du papillon, et de l'air à la température at- mosphérique lorsque le papillon est grand ouvert ou près d'être grand ouvert.
Dans cette construction le levier 154 du papillon, entre, à ou près de la position de demi- ouverture du papillon en contact avec le levier 226 qui actionne une soupape d'admission 228 pour admettre de l'air atmosphérique à l'admission d'air du carburateur, par l'intermédiaire de la tringle 230 et du bras de ma- nivelle 232. La soupape 228 est maintenue en position de fermeture par un ressort 234 pendant les moments où le papillon est en position d'ouverture partielle et à ces moments l'air passant à l'admission d'air du carbura.. teur est réchauffé au moyen du réchauffeur tubulaire 18 le passage d'entrée d'air au carburateur étant grand ou- vert.
On se rend compte que l'invention prévoit, ain- si que décrit ou d'autres manières, des moyens pour adapter la température et l'ouverture de passage de l'air au carbu- rateur de façon que, après que le combustible est pris par le jet d'air, le mélange combustible se trouve à un état tel que lorsque les gaz fortement chauffés venant de l'appareil de conversion sont mis en contact et se mélange avec ce mélange combustible, on obtient les résultats
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désirés d'augnentayion de force et d'économie. Dans un essai, le moteur, marchant sans l'appareil de conversion et avec 1/8 d'ouverture du papillon a développé au dyna- momètre un couple de 7,5 kg à 500 tours à la minute, la soupape d'étranglement étant ouverte,
et pratiquement sans différence discernable que l'air d'admission au carbura- teur soit chauffé ou le soit pas. On a trouvé qu'en se servant de l'appareil de conversion et l'ouverture du pa- pillon étant la même, la vitesse a été portée avec un couple de 7,5 kg à 1200 tours à la minute, ou lorsque la vitesse a été maintenue à 500 tours à la minute le couple a été porté à 15 kg, à condition de ou bien de réchauffer l'air d'admission au carburateur au moyen du ré chauffeur tubulaire en laissant le passage d'admissirn grand ouvert, ou bien sans réchauffer l'air en réduisant environ au tiers le passage d'admission d'air au carburateur, tandis que dans d'autres conditions en ce qui concerne l'admis- sion d'air au carburateur et la température, on n'a obtenu que peu ou pas d'avantage par l'emploi de l'appareil de conversion.
En fait lorsqu'on a essayé de faire marcher le moteur avec l'appareil de conversion en service et l'ad- mission d'air grand ouverte avec de l'air à la température atmosphérique, le moteur s'est arrêté. Le moteur s'arrête également lorsqu'en essaye de le faire marcher sans se servir de l'appareil de conversion, la soupape d'étrangle- ment fermée au tiers, et en admettant de l'air à la tempéra- ture atmosphérique.
Il en résulte que lorsqu'on se sert de l'appareil de conversion, la nécessité de prévoir le réchauffage de l'air du carburateur varie pratiquement en raison directe ou dans le même sens que le volume d'air , ou à peu près inversement au degré d'ouverture du passage d'air au carburateur*
Dans la construction de l'appareil d'après la
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présente invention, les diverses dimensions représentées sur les dessins, qui sont à l'échelle, doivent de préfé- rence être strictement suivies dans le but d'obtenir des résultats satisfaisants.
Comme base de déteimination de l'échelle ou des dimensions il faut noter que pair un mo- teur d'automobile usuel de 25 à 30,chevaux, le diamètre du siège de la soupape cylindrique de quantité 30 est de 12 mm, et que l'ouverture de cette soupape par la surface de came 132 est de 5 mm.
Dans le fonctionnement de l'appareil d'après les caractéristiques ci-dessus décrites, on a trouvéque les plus grands avantages réalisés quant à l'économie et à l'augmentation de force, sc.nt assures avec des ouvertures partielles du papillon du moteur et que lorsque le papil- lon est grand ouvert ou presque les gains en ce qui con- cerne l'économie et la puissance ne sont relativement pas aussi grands qu'avec des ouvertures partielles du papil- lon, bien que les détonations soient pratiquement suppri- mées.
Ceci semble dû en grande partie au fait qu'avec l'ouverture du papillon du moteur il se produit un équili- brage notable d'aspiration au-dessus et au-dessous du papillon du moteur et une réduction conséquente de l'as- piration agissant sur l'appareil de conversion, tandis qu'en même temps une plus grande quantité de mélange com- bustible est débitéeau cylindre du moteur. Il existe ain- si une réduction relative dans la cession de calories par l'appareil de conversion pour un volume donné du mélange combustible débité par l3 carburateur.
On a prévu en conséquence des moyens pour assu- rer à ces moments une cession de calories additionnelles au tuyau d'admission à travers l'appareil de conversion.
D'après cette caractéristique de l'invention on
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a pris des dispositions pour augmenter ledébit des gaz du dispositif de conversion à l'admission au moyen de gaz fortement chauffés provenant des cylindres, gaz dont on se sert lorsque dans la course motrice la pression dépasse dans les cylindres du moteur un degré minimum prédéterminé.
Les détonations sont ainsi empêchées de deux manières : premièrement par la suppression de toutes pressions inad- missibles dans le cylindre du moteur, et deuxièmement en se servant, avec ces fortes pressions inadmissibles, des gaz tirés du cylindre du moteur, pour l'injection dans la culotte d'admission en entraînant avec eux les gaz de l'ap- pareil de conversion et en assurant la vaporisation parfai- te du combustible en un gaz sec et la décharge des gaz de combustion dans la proportion nécessaire pour réduire les détonations à un minimum.
De cette manière on peut s'assurer des résultats avantageux sur l'ensemble de la portée des ouvertures du papillon et du fonctionnement du moteur. La cession de ca- lories à la charge d'arrivée aux positions et près d es po- sitions d'ouverture en grand est assurée et la diminution relative aux positions et près des positions de grande ou- verture du papillon, qui est caractéristique de l'appareil de conversion lorsqu'onne se/sert pas d'un dispositif d'aug- mentation de ce genre est supprimé, tandis que la cession nécessaire de calories pour une quantitée donnée de mélan- ge de combustion et d'air venant du carburateur est assu- rée aussi bien aux positions d'ouverture en grand qu'aux faibles ouvertures du papillon.
Cette modification est représentée sur les fig.
14 à 18 inclusivement. Le sine de référence 240 désigne une troisième culotte -de section relativement faible par rapport aux culottes d'admission et d'échappement reliées aux cylindres du moteur par les chapelles de soupapes de
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retenue à ressort 242. La culotte 240 débite dans l'a- jutage d'injecteur 244 qui peut être inséré dans l'enve- loppe de l'appareil de conversion au lieu du bouchon de tuyau 111, qui a été décrit comme étant utilisé pour fer- mer l'une des ouvertures taraudées do l'alésage 110 de l'appareil de conversion, cet ajutage étant dirigé dans l'entrée au tuyau de décharge 24 de l'appareil de conver- si on.
L'injecteur est pourvu d'une soupape de commande à pointeau 246 commandant la quantité de gaz de cylindre du moteur débitée à l'injecteur. La tête de vis de la sou- pape à pointeau 246 est de préférence couverte par le ca- puchon 248 pour empêcher de toucher à cette soupape après qu'elle a été convenablement réglée, et la vis d'arrêt 250 est prévue pour la verrouiller en position réglée.
Des chapelles de soupape 242 qui sont vissées dans le cylindre du moteur, et remplacent de préférence les 'robinetsde purge usuels, sont construites de façon à permettre le passage des gaz du moteur seulement lorsque la pression dépasse dans le cylindre un degré déterminé, qui est toujours notablement supérieur à la pression de compression la plus élevée d'un moteur particulier. Dans la forme représentée, on a prévu une pièce de fonte 252 pourvue d'un col fileté 254, qui est peut être vissé dans le cylindre du moteur de préférence dans le trou du robinet de purge. L'élément 258 contient la soupape de préférence à billes 256 adaptée pour être appliquée sur un siège 258, et on a prévu un élément 260 qui est main- tenu contre la soupape à bille par le ressort 262.
La tension du ressort 262 est réglée en vissant ou dévissant le bouchon 264, et ce bouchon est verrouillé en position réglée au moyen d'une vis d'arrêt 266. Des moyens d'arrêt sont prévus pour limiter l'étendue de l'ouverture de la
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soupape à bille 256. Dans la forme représentée, ces moyens comprennent une cheville filetée 268 vissée dans le bouchon 264 et s'étendant à travers des ouvertures en alignement prévues dans ce bouchon et dans l'élément d'entraînement 260. La cheville 268 est verrouillée en position réglée au moyen d'une vis de blocage 270, et les parties sont de préférence enveloppées par un capu- chon 272 de façon à ne plus toucher au réglage une fois effectué.
Lorsque ce système d'injecteur à haute pression est utilisé en combinaison avec l'appareil de conversion, la partie de tuyau de décharge 24 s'étendant l'admission au-delà du papillon est de préférence dirigée vers les cylindres du moteur, ainsi que représenté en 274, de fa- çon à aider au mouvement des gaz vers les cylindres du mo- teur et à exercer, tout au moins dans une certaine mesure, une action d'injection sur le mélange de combustible et d'air débité par le carburateur, en aidant à faire passer ce mélange dans l'admission et les cylindres du moteur.
Les chapelles 242 sont librement découvertes à l'air et sont disposées dans le chemin d'air venant du ventilateur, de sorte qu'on évite leur chauffage excessif, et elles sont pourvues de nervures ou ailettes de refroidissement 276 ; mais si on le désire on peut prévoir des moyens de refroidissement additionnels à air ou à eau pour les cha- pelles 202.
La pression de ressort exercée sur la soupape à billes 256 est réglée de manière que la soupape n'est pas ouverte lors de la coursa de compression marne lorsque les pressions de compression sont au maximum.' Dans ces conditions elle ne s'ouvre évidemment pas pendant la cour- se d'échappement dans laquelle les pressions sont relative- ment faibles, et du fait que cette soupape est dans le
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genre d'une soupape de retenue, elle ne s'ouvre pas lors de la course d'aspiration, de sorte qu'elle ne s'ouvre que pendant la partie de la course motrice pendant laquelle la pression régnant dans les cylindres dépasse celle pour laquelle la soupape est réglée.
Lorsque la pression ré- gnant dans les cylindres du moteur lors de la course mo- trice ne dépasse pas la pression pour laquelle la soupape 216 est réglée, le système injecteur à haute pression ne fonctionne pas et la décharge de gaz à l'admission ne se fait qu'au moyen de l'appareil de conversion lui-même, ainsi que décrit ci-dessus.
Mais le système injecteur à haute pression., lorsqu'il entre en action, complète la dé- charge de gaz au cylindre du moteur pour empêcher les dé- tonations, assure la cession, même dans les positions d'ou- verture du papillon, des calories nécessaires pour obtenir une vaporisation parfaite du combustible, qui est introduit en quantités relativement grandes et accomplit tout cela sans introduire des quantités excessives de gaz d'échappe- ment qui nuiraient à la production de force, et en plus de la transformation du mélange de combustible et d'air, dé- bité par le carburateur, en un gaz parfaitement vaporisé et fortement chauffé et mélangé à une quantité de produits de combustion suffisante pour réduire considérablement les ef- fets de détonation dans le moteur,
ce système sert aussi à supprimer tout choc de forte pression inadmissible dans les cylindres du moteur, qui provoquerait une détonation. De cette manière, les périodes momentanées de pression extré- mement forte dans le cylindre du moteur, caractéristiques de la détonation, non seulement sont supprimées avec une réduction conséquente directe des effets de détonation produits, mais, de plus, les gaz fortement chauffés et à haute pression, qui peuvent être retirés pour réduire les détonations, sont utiliséseux-mêmes pour empêcher ensuite
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les effets de détonation par leur introduction, dans le cylindre avec la charge.
EMI26.1
-1 R V û 1T D Z C l T T O N S :
1 Procédé pour la marche d'un moteur à com- bustion interne, qui consiste à fournir des gaz d'échap- pement provenant de la culotte d'échappement du moteur et des gaz provenant directement d'un ou plusieurs cylindres de moteur, à la culotte d'admission du moteur, en substan- ce comme décrit.
2 Procédé d'après 1 , dans lequel les gaz ame nés à la culotte d'admission s'y déchargent vers les cy- lindres entre le carburateur et les cylindres du moteur, en substance comme décrit.
3 Procédé d'après 1 et 2 , dans lequel les gaz qui viennent directement des cylindres du moteur s'échappent de ces derniers lorsque la pression qui y rè- gne atteint une valeur prédéterminée, et ces gaz servent à faire passer les gaz de la culotte d'échappement dans l'admission du moteur, en substance comme décrit.
4 Procédé d'après 1 à 3 , dans lequel le gaz chaud est amené à l'admission du moteur au-delà du papil- lon en quantité adaptée pour la marche à vide, tandis que des quantités additionnelles de gaz chaud sont amenées avec des ouvertures de papillon plus grandes, en substance comme décrit.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.