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Procédé de préparation des charges pour mo- teurs à combustion interne.
La présente invention est relative à un procédé de formation des charges dans les moteurs à combustion in- terne, et est particulièrement applicable aux moteurs à quatre temps, tels que les moteurs d'automobiles, de ca- mions, d'aéroplanes, utilisant des combustibles liquides légers, la gazoline étant un exemple typique de ces
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combustibles. Le procédé de l'invention, peut être mis en oeuvre au moyen d'un appareil monté comme équipement auxiliaire sur les moteurs existants, ou au moyen d'un appareil compris dans le moteur.
L'objet principal de l'invention est un procé- dé grâce auquel les caractéristiques de puissance du cy- cle Otto sont avantageusement modifiées pour augmenter le rapport de la pression effective moyenne à la pression maxima, avec une augmentation résultante du rendement thermique et une amélioration de la capacité du moteur en puissance et en douceur,de façon que des détona- tions et allumages prématurés soient évités en se servant de gazoline ou d'un autre combustible liquide pratique- ment équivalent, qui n'a pas besoin de contenir des subs- tances anti-détonantes, et ceci même dans des moteurs avec un rapport de compression de 6 : 1 et plus, de sorte que ces moteurs deviennent disponibles pour l'utilisation pratique ;
de plus on réalise une économie de combustible, on supprime pratiquement la dilution du carter des mani- velles, et on obtient une combustion pratiquement complè- te, libre de dépôts de carbone, et une suppression prati- quement complète d'oxyde de carbone dans l'échappement du moteur.
Dans ce but le procédé de l'invention peut être décrit de manière générale comme comprenant la préparation de la matière de charge pour la combustion dans les cylin- dres du moteur par décharge de gaz d'échappement du moteur et d'air au-dessus du papillon du moteur en mélange direct avec le courant de combustible et d'air provenant du car- burateur, les gaz d'échappement et l'air additionnel étant amenés en proportions et en quantités automatiquement mesu- rées et à des températures et pressions automatiquement réglées conjointement à la manoeuvre du papillon du moteur,
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aur l'ensemble de la portée de marche â vide et de la portée -de marche motrice du fonctionnement du moteur.
Suivant une autre partie du présent procédé, partie qui peut être supprimée notamment lorsque le pro- cédé est mis en oeuvre avec un équipement auxiliaire sur des"anciens moteurs, mais qu'il est préférable de conser- ver, on imprime aux gaz pénétrant dans le cylindre dans la course d'admission un état d'agitation violente et de mélange ou malaxage avec les gaz non balayés de la cour- se de compression, de sorte que lorsque la charge est al- lumée vers la fin de la course de compression, ces gaz se trouvent à un état d'agitation violente et forment un mé- lange pratiquement homogène, adapté pour étaler, lors de l'allumage, rapidement la flamme sur toutes les parties de la chambre de combustion et assurer une combustion pratiquement complète.
Le procédé débute par le mélange de combusti- ble liquide avec un courant dtair. On peut employer dans ce but les carburateurs que l'on trouve dans le commerce, ou bien le carburateur peut être construit de façon que ses caractéristiques de mesurage soient spécialement adap- tées pour servir avec les autres phases du procédé. Le papillon est monté de préférence à l'emplacement usuel, c'est-à-dire dans le carburateur à son point de jonction avec la culotte d'admission, et est utilisé par l'opéra- teur pour étrangler et régler le courant de combustible et d'air sur son chemin aux cylindres du moteur.
Les carburateurs du commerce sont disposés pour que la totalité de la matière de la charge les traverse et traverse l'ouverture du papillon. Avec le présent pro- cédé, qui comprend l'introduction d'une partie de la ma- tière de charge au-dessus du papillon, il est désirable lorsqu'on se sert de ces carburateurs, depermettre
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l'introduction d'une partie de l'air total de la charge du cylindre au-dessus du papillon, tout en amenant enco- re la quantité convenable de combustible, et ce malgré l'aspiration réduite exercée sur le jet par suite de l'admission de matière de charge au-dessus du papillon.
En conséquence on réduit de préférence la grandeur du passage d'air ou l'étranglement du tube de Venturi entou- rant le jet de combustible, de sorte que, bien que le vo- lume d'air franchissant le jet soit diminué par rapport à la pratique avec les carburateurs usuels, la vitesse de l'air et en conséquence sa capacité pour cueillir le combustible, sont augmentées et que le combustible est pulvérisé de manière effective.
La simple réduction de la grandeur du passage d'air assure la vitesse dair nécessaire pour cueillir le combustible,tant que la dépression d'admission, malgré sa réduction par admission de gaz au-dessus du papillon, est relativement considérable, mais lorsque le papillon est plus grandement ouvert et que la dépression d'admis- sion est diminuée, il devient désirable de prendre des dispositions pour maintenir la vitesse de l'air franchis- sant le jet de combustible dans le but d'assurer l'alimen- tation requise en combustible. D'après l'invention, la disposition préférée consiste à actionner, à ces moments, l'air de force vers l'admission d'air du carburateur.
Ainsi qu'il sera décrit ci-dessous au sujet de l'amenée de chaleur, cet air actionné est de préférence de l'air froid ou de l'air atmosphérique, tandis que l'air amené au carburateur par la seule aspiration avec des ouvertu- res partielles du papillon est de préférence réchauffé.
L'introduction des gaz d'échappement du moteur dans les charges du cylindre pour réduire les détonations a déjà été proposé, mais n'a jamais été appliqué en
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pratique à des moteurs fonctionnant avec de la gazoline ou un combustible liquide équivalent. Cette introduction ne fait toutefois partie de la présente invention qu'en combinaison avec les autres caractéristiques du présent procédé, qui sont essentielles pour pouvoir se servir de manière pratique des gaz d'échappement dans ce but. Les gaz d'échappement d'un moteur fonctionnant d'après le présent procédé sont particulièrement appropriés pour éviter les détonations, car ils sont pratiquement parfai- tement inertes, sauf un faible pourcentage d'oxygène, et leur carbone oxydé est pratiquement en entier du bioxyde, avec tout au plus des traces de monoxyde.
Le gaz d'éohap- pement est fourni avec la force de commande du courant de gaz d'échappement principal derrière lui, par exemple en le tirant du courant de gaz d'échappement principal par un tube de choc dont l'embouchure est tournée contre le flot du courant de gaz d'échappement, et le débit de ce gaz est automatiquement mesuré conjointement avec la ma- noeuvre du papillon du moteur, sur l'ensemble des portées de marche à vide et de marche motrice du fonctionnement du moteur.
Le gaz d'échappement possède un effet diluant et en se bornant à l'addition de ce gaz il en résulterait une perte de puissance, notamment en cas de pleines ou presque pleines charges du moteur. On introduit de l'air avec le gaz d'échappement cet air étant lui aussi mesuré automatiquement, et, en augmentant ainsi la concentration en oxygène qui s'unit avec le combustible, on compense ou fait plus que compenser l'effet diluant du gaz d'échap- pement inerte. Pour la commodité de l'expression on ap- pellera cette mesure 1111 équilibrage du gaz d'échappement" avec une alimentation d'air additionnel.
Aux moments de charges de cylindre relativement denses, cet,air
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additionnel est de préférence amené avec une pression derrière lui, ainsi qu'expliqué dans la suite, de sorte que tout en maintenant l'équilibre désiré, la quantité de gaz d'échappement inerte qu'on peut ajouter à la char- ge peut être augmentée lorsque de l'air additionnel est amené. De cette manière, on dispose d'une amenée de gaz d'échappement suffisante pour empêcher des détonations aux moments où ce gaz est le plus nécessaire dans ce but.
L'addition de gaz déchappement et d'air dans la matière de charge est effectuée de façon à réduire la dépression d'admission et à augmenter la pression initia- le de la charge au-delà de ce qu'on peut obtenir lorsque toute la matière de charge est conduite à travers le car- burateur par l'aspiration du moteur.
Ce résultat s'obtient en introduisant le gaz d'échappement et l'air par le sys- tème de culotte d'admission en un ou plusieurs points en- tre le papillon et les cylindres du moteur, en se servant de la dépression régnant dans la culotte d'admission comme source principale d'énergie pour obtenir une arrivée de gaz d'échappement et d'air lorsque la pression de la culotte d'admission est suffisamment inférieure à la pres- sion atmosphérique, et, lorsque la pression de la culotte d'admission se rapproche de la pression atmosphérique, en se servant, avec cette dépression d'admission telle que disponible, de la pression et de l'énergie cinétique des gaz d'échappement, non seulement pour actionner les gaz d'échappement eux-mêmes vers la culotte d'admission et les cylindres,
mais aussi pour aspirer de l'air et le dé- biter avec les gaz d'échappement. De plus, la pression et l'énergie cinétique de l'air en mouvement sont de pré- férence utilisées pour aider au chargement des cglindres, par exemple en recueillant l'air, qui doit être aspiré par le gaz d'échappement, au moyen d'un entonnoir exposé
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au soufflage du ventilateur du moteur ou à la vitesse du vent engendré par le mouvement du dispositif automobile, tel qu'une voiture automobile, un aéroplane, etc... L'aug- mentation de la pression initiale des cylindres ainsi obtenue donne une augmentation notable de force, et la diminution de la dépression d'admission ainsi obtenue augmente la force disponible en supprimant les pertes de pompe.
La décharge du mélange de gaz d'échappement et d'air est dirigée dans le conduit d'admission dans la direction d'écoulement de ce conduit, et on évite ainsi toute pression et tout soufflage en arrière à travers des ouvertures du carburateur, ou en d'autres points, et de plus, lorsque le papillon est relativement grand ouvert et que la dépression d'admission est basse, on aide, en dirigeant ainsi la décharge le mouvement de l'air chargé de combustible à travers le carburateur. Dans les pério- des de charges de cylindre pratiquement pleines, on dé- bite de préférence le jet de gaz d'échappement et d'air au conduit d'admission près du papillon et dans la direc- tion d'écoulement du courant de combustible et d'air du carburateur.
On peut ainsi assurer un mélange parfait de ces gaz avec le courant de combustible et d'air avant de le décharger dans les cylindres du moteur. Mais pour des charges de cylindre partielles qui n'exigent pas un mé- lange aussi parfait, tout en déchargeant de préférence une partje des gaz additionnels près du papillon, on in- troduit de préférence au moins la plus grande partie de ces gaz plus directement dans les cylindres du moteur, par exemple en les admettant près des orifices des soupa- pes d'admission par des ajutages, dirigés dans la direc- tion d'écoulement et montés de préférence dans les bran- chements de la culotte d'admission.
On amène également de la chaleur à la charge et
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on y procède de manière très effective par le mélange direct et de préférence central de gaz chauds au cou- rant de combustible et d'air provenant du carburateur.
Le fait de disposer de gaz d'échappement à des tempéra- tures élevées permet à la chaleur des gaz introduits au- dessus du papillon d'être contrôlée de manière simple et effective. Le contrôle de l'amenée de chaleur aisément disponible est tel que, pour de faibles charges du moteur, dans les portées inférieures de l'ouverture du papillon, lorsque les charges du cylindre sont de densité relative- ment basse, le combustible n'est pas simplement gazéifié, mais que la température de la charge est fortement élevée, bien qu'elle ne soit pas assez forte pour provoquer un changement chimique, ou un allumage spontané lors de la compression. L'air de compensation ou d'équilibrage, ame- né à ces périodes avec le gaz d'échappement chaud, est réchauffé par échange thermique avec le gaz d'échappement.
La décharge en deux reprises du mélange de gaz d'échappe- ment chauds et d'air réchauffé en mélange direct avec le courant de combustible et d'air pendant les périodes de charges de cylindre de faible densité, premièrement près du papillon et deuxièmement près des orifices de soupape d'admission, est particulièrement appropriée pour produi- re une gazéification très effective du combustible et une élévation notable de la température de la charge. Dans ces périodes on augmente aussi de préférence le débit de chaleur à la charge en amenant de l'air chaud au carbura- teur.
Lorsqu'on s'approche des charges maxima des cy- lindres, dans lesquelles les cylindres sont chargés de manière plus dense, et dans lesquelles le rendement est volumétrique, on réduit l'amenée de chaleur dans une mesu- re telle que tandis que la chaleur fournie est suffisante
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pour vaporiser complètement le combustible, on évite une élévation notable de la température de la charge et une perte résultante du rendement volumétrique. L'air admis par le carburateur à ces périodes est de préférence de l'air froid actionné de force vers l'admission d'air du carburateur dans le but d'augmenter sa vitesse et sa ca- pacité pour cueillir le combustible.
Le surplus de cha- leur des gaz dtéchappement est enlevé par rayonnement ou par mélange d'air froid avec les gaz d'échappement, ou par ces deux moyens à la fois, et le jet de gaz d'échap- pement et d'air, débité à l'admission près du carburateur, a le temps de se mélanger parfaitement avec le courant d'air et de combustible venant du carburateur, lorsqu'ils passent ensemble par le conduit d'admission, passage pen- dant lequel l'absorption de chaleur par le combustible en vaporisation réduit encore la température du gaz d'échap- pement. Le refroidissement des gaz d'échappement pendant des périodes de charges de cylindre denses augmente leur pouvoir de suppression des détonations qui ne se produi- raient qu'à ce moment.
Le mesurage du gaz d'échappement et de l'air, et la variation de l'amenée de chaleur et de l'utilisa- tion de la pression ou de l'énergie cinétique, ou des deux, pour les divers buts qui ont été décrits, sont contrôlés conjointement à la manoeuvre du papillon du moteur, de sorte que leur contrôle est automatique et qu'on évite complètement toute manipulation spéciale à la main qui exigerait une attention telle et présenterait de si nom- breuses difficultés de commande dans les conditions varia- bles auxquelles les moteurs de dispositifs automobiles, et notamment de voitures automobiles, sont soumis, qu'el- le serait inacceptable dans l'utilisation pratique.
L'emploi du gaz d'échappement inerte dans la
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matière de charge permet d'étendre la période de combus- tion et d'augmenter la pression effeotive moyenne en avan- çant le moment d'allumage d'environ 30 à 40 en avant du point supérieur, sans provoquer ni détonations, ni allu- mages prématurés.
En plus de la formation de la matière de charge telle que décrite ci-dessus, avant que les charges pénè- trent dans le cylindre du moteur, on prend de préférence des dispositions pour assurer le maximum d'agitation pra- tiquement possible des gaz à tous moments à partir de l'entrée des gaz au-delà de la soupape d'admission jusqu' au moment de leur combustion. Ce résultat peut s'obtenir de diverses manières, dont l'une consiste à prévoir des éléments en forme de turbines ou de pales, disposés dans la chambre de combustion suivant un angle, pour imprimer aux gaz un tourbillonnement en mouvement cyclonique dans une direction lorsque le piston descend lors de la course d'admission et dans la direction opposée lorsque le pis- ton monte lors de la course de compression.
Bien que la forte turbulence des gaz confinés et la présence des pales de turbine soient avantageuses à de nombreux autres points de vue, on vise, avec cette agi- tation et le maintien de cette agitation des gaz, trois buts principaux: premièrement de compléter le mélange et 1 'homogénéisation parfaite de la matière de charge com- prenant le combustible et les composants gazeux, deuxiè- mement d'obtenir un mélange parfait avec la matière de charge des gaz non balayés du cycle précédent, qui sont eux-même à un état de circulation rapide et de turbulence au moment de l'entrée de la matière de charge pour le cy- cle suivant, et troisièmement d'assurer au moment de l'allumage de la charge un mouvement rapide,
une homogé- néité parfaite de la charge et une uniformité de la
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distribution de chaleur sur l'ensemble du corps confiné de matière de charge, de façon à étaler la flamme aussi rapidement que possible et à assurer,une combustion pra- tiquement uniforme et complète. Lorsque cette caractéris- tique du présent procédé est appliquée, il est bon de prévoir un réglage d'allumage quelque peu plus tardif que celui recommandé ci-dessus, dans le but d'assurer la pression effective et la puissance moyennes optima. Cette caractéristique permet d'augmenter encore notablement le rapport de compression sans détonations ni allumages prêt maturés, pourvu que la distribution aux divers cylindres du moteur soit pratiquement unif orme.
Dans les dessins ci-joints : Les fig. 1 et 2 sont des vues schématiques et illustrent la mise en oeu- vre du procédé de l'invention, la fig. 1 se rapporte aux ouvertures de papillon partielles et la fig. 2 au papil- lon ouvert en grand, pour la commodité de l'illustration le tiroir tournant et son manchon ou boîte sont représen- tés en deux parties séparées sur ces fig. 1 et 2. La coupe du boisseau de soupape représenté dans le haut de la fig. 1 passe par la ligne a - a et la coupe inférieure par la ligne b - b de la fig. 6, et les coupes semblables de la fig. 2 suivent les lignes c- c et d - d de la fig. 8. Les fig. 3 et 4 sont des vues schématiques en gé- néral semblables aux fig. 1 et 2, mais sont simplifiées par la suppression des parties qui ne fonctionnent pas à ce moment.
Les fig. 5, 6, 7 et 8 sont des développe- ments du manchon et du rotor de soupape et montrent les relations des lumières dans les diverses positions du rotor. La fig. 5 montre ces relations pour la marche à vide. La fig. 6 montre les relations de lumières peur le papillon en position de faible ouverture, et corres- pond aux fig. 1 et 3. La fige 7 montre les relations
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pour un papillon ouvert environ à moitié, et la fig. 8 pour le papillon complètement ouvert, cette fig. 8 cor- respondant aux fig. 2 et 4. La fig. 9 est une vue schéma- tique et montre la distribution des gaz additionnels aux branchements du conduit d'admission.
Dans la fig. 2 : a désigne le conduit d'air réchauffé, b l'échange thermique, c le rotor de la soupape, ±! le conduit de gaz d'échange chaud,.2 le con- duit d'échappement du motour. f le conduit de gaz d'é- change chaud et d'air réchauffé, g le conduit d'admis- sion du moteur, h le conduit d'air réchauffé, i le récipient de combustible.
Dans la fig. 4 : c, c" désignent les rotors des soupapes, i le récipient de combustible, 1 le ré- frigérant, k le papillon du moteur, 1 l'aspirateur, m la chambre de combustion du moteur, o le conduit de gaz d'échappement refroidi et d'air froid, p et p' le conduit d'air froid, q le ventilateur.
Le chiffre de référence 10 désigne un piston alternant dans un cylindre 12 de moteur à combustion interne; 14 désigne le maneton, 16 la bielle et 18 le vilebrequin. Le moteur représenté est du type à tête en T, contenant les soupapes d'admission 20 et les soupapes d'échappement 22, mais les soupapes peuvent être disposées de diverses tanières, le type représenté étant choisi uniquement comme permettant une illustration commode. Le conduit d'admission est dési'gné par 24 et le conduit d'échappement par 26. L'embouchure ouverte d'un tube de choc 28 prévu dans le conduit d'échappe- ment 26, est tournée contre l'écoulement du gaz d'échap- pement dans ce conduit.
Le gaz d'échappement chaud péné- trant dans le tube de choc 26 passe par le tuyau 30 au tiroir 32 tournant dans le manchon 33,son passage
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étant contrôlé par l'étendue de coïncidence de la lumière de manohon 34 avec la lumoère de tiroir 36. L'étendue de la coïncidence des lumières est indiquée par les hachures sur les fig. 4 à 8. Lorsque le moteur tourne à vide, seule l'étroite partie oblongue 37 de la lumiè- re 36 coïncide avec la lumière de manchon 34, ainsi que représenté sur la fig. 5.
Un dispositif d'échange thermique pour réchauf- fer l'air destiné à être mélangé avec le gaz d'échappe- ment amené par le tuyau 3 0, est représenté en 58,1'air étant introduit en 40 après avoir été réchauffé par la culotte d'échappement 26 et chauffé par exposition au conduit de gaz d'échappement 3 0 pourvu de nervures ou ailettes de rayonnement de chaleur 44. L'air réchauffé passe par des trous 46, 46a et 46b du manchon 33;la quantité de passage étant contrôlée par le degré de coïncidence de la lumière de soupape de mesurage 48 avec ces trous.
La lumière de soupape 48 comprend une partie en forme de rainure avancée 49, adaptée pour coïncider avec un trou 46 lors de la marche à vide, et le bord avant 50 de la lumière 48 est biseauté pour découvrir graduellement la série de petits trous 46b et ensuite la série de grands trous 46a du manchon 33. L'arrivée d'air réchauffé pour la marche à vide est réglée par le pointeau 51 qui permet de règler le degré d'ouverture du trou 46 dans le manchon 33. Avec de faibles ouver- tures de papillon (fig. 1 et 3 ) le mélange de gaz d'é- chappement chaud et d'air réchauffé quitte la soupape 32 par la lumière de soupape 52 et la lumière de manchon 54 menant au conduit 56 qui comporte de préférence déux branchements 58, 60.
Le branchement 58 mène à l'ajutage 62 monté juste au-dessus du papillon 64 et dirigé dans la direction d'écoulement du courant de
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combustible et d'air venant par le carburateur, ce carbu- rateur pouvant être de cens truc tien et de type quelcon- ques, mais comportant toujours une source de combustible
66 et d'air pulvérisateur 68, et on prévoit de préfé- rence un petit conduit 69 pour amener du combustible au-dessus du papillon en vue de la marche à vide. Le conduit d'admission est de préférence élargi à l'aju- tage 62, ainsi qu'indiqué en 70.. et est pourvu de pa- les spirales ou nervurées 72 pour provoquer une agita- tion et un mélange parfait, et pour ramener au passage du courant tout combustible liquide se logeant sur ces pales.
Le combustible liquide adhérant aux parois du passage est également ramené en arrière et dans le cou- rant par la bride ou collerette 74 dirigée vers le bas et prévue à la jonction de la partie élargie 70 avec la partie principale de la culotte d'admission 24.
Le branchement 60 du conduit 56 se termine de préférence en plusieurs ajutages 76 par lesquels le mélange de gaz venant du tiroir 32 est conduit à la culotte d'admission 24 dans la direction d'écoulement du courant relativement tout près des lumières des soupa- pes d'admission 20. Une disposition avantageuse pour un moteur à quatre temps, par exemple, est celle repré- sentée sur la fig. 9, dans laquelle un ajutage 76 est prévu pour chacun des branchements 24a du conduit d'ad- mission menant aux diverses paires de cylindres, et dans laquelle on a prévu des- robinets 77 pour règler la dis- tribution dans les divers conduits de branchement et pai- res de cylindres et pour corriger des irrégularités de distribution dues au type de moteur et à la construction de la culotte.
Des dispositifs d'étalement en forme de pales spirales 78 peuvent être portés dans les ajutages 76 pour produire l'agitation. La décharge sélective de
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gaz en 62 ou 76 est commandée par les deux papillons
80, 82, reliés l'un à l'autre et au papillon 64 par un système de tringles 84, ce papillon 64 étant relié par une tringle 86 à la soupape 32. A la position de faible ouverture partielle du papillon du moteur, position représentée sur la fig. 1, le papillon 80 menant à l'a- jutage 62 est fermé ou presque fermé, tandis que la sou- pape 82 menant aux ajutages 76 est pratiquement ou- verte en grand, de façon à débiter la totalité ou la plus grande partie du mélange de gaz d'échappement chaud et d'air réchauffé aux ajutages 76, le-débit à 62 étant nul ou presque nul.
Si on supprime l'un ou l'autre aju- tage 62 ou 76 (et en conséquence les papillons 80, 82), il est préférable de conserver l'ajutage 62 et de se passer de l'ajutage 76. Lorsque le présent système est monté comme dispositif accessoire et que la construction du moteur est telle qu'il n'est pas commode d'établir une communication juste au-dessus du papillon, on est obligé d'avoir recours à des liaisons de branchement,
L'admission d'air 68 du carburateur est de préférence divisée en branchements 88, 90 qui sont pour- vus de papillons.92, 94, reliés/à l'autre et au papil- lon de moteur 64, de sorte que le papillon 92 est ou- vert et le papillon 94 fermé lorsque le papillon du mo- teur est fermé ou presque fermé.
L'air amené par le pa- pillon 92 pour le fonctionnement du moteur avec de fai- bles ouvertures du papillon est de préférence chauffé par exemple au moyen d'un réchauffeur 96 entourant une par- tie du conduit d'échappement 26. Le papillon 94 s'ouvre et le papillon 94 se ferme lorsque le papillon du mo- teur est manoeuvré vers sa position d'ouverture, et lors- que le papillon 94 s'ouvre, l'air est actionné de force vers le carburateur par un dispositif de commande
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disponible quelconque, tel que le ventilateur 98 du mo- teur, l'air étant recueilli par l'entonnoir 100 et étant débité avec la force de commande du ventilateur 90 à travers le tuyau 102 De cette manière, l'air est con- duit à travers le carburateur lorsque le papillon est ou- vert ou presque complètement ouvert,
avec une vitesse ad- ditionnelle et un pouvoir additionnel résultant pour cueillir du combustible. La liaison pivotée entre la tringle 86 et la manivelle 104 du tiroir 32 compor- te de préférence une disposition pour le réglage de la manivelle dans un sens et dans l'autre, ainsi qu'indiqué par la flèche à deux pointes 106, et la manivelle 104 (ou son prolongement 108) se meut entre des arrêts régla- bles 110 et 112, de sorte que le rotor du tiroir peut être réglé par rapport à son manchon pour faire varier sa portée de mouvement et pour régler exactement le degré d'ouverture de la partie 37 de la lumière de gaz d'échap- pement chaud 36 pour la marche à vide du moteur.
Lors- que l'ouverture du papillon est telle qu'indiqué sur la fig. 1, ou moindre, l'énergie pour l'admission des flui- des gazeux, principalement fournie par l'aspiration du piston lors de la course d'admission, est indiquée par flèche en traits forts 113 de la fig. 1.
Lorsque le papillon est grand ouvert ou presque, l'état est celui représenté sur les fig. 2 et 4. La dé- pression d'admission est relativement faible et les sour- ces d'énergie disponibles pour actionner la charge sont utilisées pour aider à l'aspiration qui est disponible à ce moment, ainsi qu'indiqué par les flèches en traits forts 114 de la fig. 2. La lumière d'air.réchauffé 48 est fermée et en conséquence l'appareil d'échange thermi- que 38 ne fonctionne pas. La lumière 54 est elle aussi fermée.
Le gaz d'échappement ne pénètre que dans
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la soupape 32 par la lumière 36 et en sort par la lumière 52 coïncidant avec la lumière de manchon 115, pour passer àu réfrigérant 116, qui refroidit le gaz d'échappement. Après avoir franchi le réfrigérant 116, l'air froid est aspiré en 118, en refroidissant encore le gaz d'échappement, et le mélange de gaz d'échappement refroidi et d'air froid passa par le brancheraient 58 du conduit 56 et par le papillon 80 ouvert au conduit d'admission par l'ajutage 62 L'aspiration de l'aspi- rateur 118 peut être utilisée en partie pour une appli- cation convenable quelconque, par exemple pour élever le combustible d'un réservoir de combustible inférieur.
Une liaison prévue à cet effet avec l'étranglement du tube de Venturi d'aspiration est indiquée en 12 0. A l'encontre des dispositifs de levage de combustible reliés à l'admis- sion au dessus du papillon, la liaison d'aspiration 12 agit le plus effectivement aux moments où le papillon du moteur est ouvert, L'air froid est actionné par le venti- lateur 98 dans l'entonnoir 122, passe par le tuyau 123 et dans le rotor de soupape 32 par la lumière de manchon 124 et la lumière de soupape 126 et sort par la lumière de soupape 128 et la lumière de manchon 130, pour pas- ser par le conduit 132 à l'aspirateur 118, d'où le mé- lange de gaz d'échappement refroidi et d'air froid est débité au conduit d'admission 24,-en ne passant cette cette fois que par l'ajutage ,62,
le papillon 82 du branchement 60 étant fermé et le papillon 80 étant pratiquement grand ouvert. De cette manière le gaz d'é- chappement est refroidi par le réfrigérant, est encore refroidi par l'aspiration et le mélange d'air froid avec lui, et est encore refroidi en cédant la chaleur pour va- poriser le combustible.
Les dispositions de lumières sont telles qu'on
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obtient une transition graduelle des conditions pour des charges de faible densité d'après les fig. 1, 3, 5 et 6, à celles pour des charges de densité élevée d'après les fig. 2, 4 et 8. La fig. 7 montre les positions des lu- mières à une phase de la période transitoire dans laquel-;- le le passage 54 menant directement aux cylindres du moteur et le passage 115 y menant indirectement par le réfrigérant 116 et l'aspirateur 118, sont ouverts partiellement de manière simultanée.
La disposition des pales inclinées 20a s'éten- dant radialement sur le bloc des cylindres autour de l'embouchure de l'alésage de cylindre 12,ou une autre disposition équivalente, provoque un mouvement rotatif ou cyclonique des gaz d'échappement lors de la course d'échappement ou de balayage, et de la charge entrante lors de la course d'admission lorsque le piston descend et un mouvement inverse lors de la course de compression lorsque le piston monte, et comme l'allumage a lieu avant-que la course de compression soit complétée, les gaz confinés et comprimés sont dans un état d'agitation violente lors de leur allumage, et sont parfaitement homogénéisés et mélangés avec les gaz non balayés res- tant dans le cylindre du cycle précédent, leur chaleur étant pratiquenent uniformément distribuée,
conditions qui sont celles se prétant à un étalement extrêmement rapide de la flamme et à une combustion pratiquement complète et uniforme.
De cette manière on s'assure à l'intérieur des cylindres du moteur les résultats avantageux de la forma- tion des charges à l'extérieur des cylindres, de la fa- çon la mieux adaptée pour les diverses portées de fonc- tionnement du moteur, et de plus, tandis qu'une forma- tion irrégulière de la charge de combustion peut
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provoquer une accumulation de carbone dans un moteur ne fonctionnant pas d'après le présent procédé de formation de charge à l'extérieur des cylindres, cet inconvénient ne se manifeste pas en se servant du¯présent procédé qui empêche l'accumulation de dépôts de carbone.
Il faut encore noter que la disposition des élé- ments de pale telle que décrite constitue un moyen comme- de pour réduire l'espace mort et en même temps augmenter l'aire de surface pour le refroidissement. Bien que les pales puissent être refroidies à l'eau, elles sont de préférence pleines avec une abondance de métal pour con- duire la chaleur aux parois, et lorsqu'elles sont ainsi formées, elles cèdent rapidement leur chaleur à la char- ge entrante. Lorsque l'installation est du type acces- soire, les pales peuvent être montées séparément en étant formées sur un anneau inséré ou un élément équivalent.
Le fonctionnement du présent procédé se com- prend aisément d'après les explications qui précèdent et l'illustration schématique des fig. 3 et 4 qui montrent nettement comment on suffit aux exigences différentes pour le fonctionnement du moteur avec des charges légères, auxquelles des moteurs d'automobile par exemple marchent presque toujours, et à pleine ou presque pleine charge.
Lorsqu'un moteur à combustion interne, par exemple un moteur d'automobile, marche à de faibles char- ges, la pression initiale des cylindres est considérable- ment inférieure à la pression atmosphérique, et il existe une perte de pompage considérable du fait que le piston travaille contre le papillon presque fermé, la charge avec laquelle les cylindres sont remplis est de densité faible, et les conditions sont en général telles que le fonctionnement du moteur est grandement aidé en augmentant le contenu des cylindres et en prévoyant une arrivée
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abondante de chaleur.
Dans ces périodes, ainsi que re- présenté sur la fig. 3, on amène à l'admission du moteur au-dessus du papillon un mélange de gaz d'échappement chaud et d'air réchauffé, et on admet aussi de préféren- ce de l'air chauffé au carburateur de façon à réduire les pertes de pompage et à éviter la présence de combustible humide dans la culotte et le cylindre, tout en augmentant à la fois la pression initiale du cylindre et la tempéra- ture.
Lorsque le moteur marche à pleines ou presque pleines charges, la situation est toute autre et il est nécessaire de prévoir une densité relativement forte de la charge du cylindre et pas plus de chaleur que celle nécessaire pour vaporiser la charge, tandis qu'un gaz inerte, au lieu de servir uniquement à compléter la den- sité de la charge comme dans le cas de failles charges, est désirable en proportions beaucoup plus considérables pour empêcher les détonations.
On suffit à ces oondi- tions, ainsi que représenté sur la fig. 4, en refroidis- sant le gaz d'échappement avec un réfrigérant à rayonne- ment, en le refroidissant encore avec de l'air froid as- piré avec lui, et finalement en mélangeant le gaz d'é- chappement refroidi ot l'air avec le courant de combusti- ble et d'air près du papillon, tout en introduisant un courant d'air froid dans le carburateur. On aide aussi à la préparation des charges à l'extérieur'des cylindres en les mettant et les maintenant à un état d'agitation parfaite et de mélange complet, à partir du moment où olles pénètrent dans le cylindre jusqu'à la combustion et pendant la combustion.
Les caractéristiques essentielles du cycle d'Otto ou cycle de volume constant sont notablement me difiées par le présent procédé. La décharge de gaz en
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plus du courant de combustible et d'air passant par le carburateur élève tous les points de la course d'aspira- tion avec une augmentation résultante de la pression lui* tiale, c'est-à-dire de la prsion au début de la course da compression. La ligne de compression comporte des pressions,d'unité abs.olue beaucoup plus élevées que dans l'exécution du cycle Otto normal. En raison de la quan- tité de gaz inerte présent il est nécessaire d'avancer le moment d'allumage..
Sauf à de très faibles vitesses du moteur, le réglage de l'allumage à environ 30- 40 en. avant du point mort est nécessaire pour obtenir le maximum d'augmentation de pression effective moyenne, Liais c'est dans la course motrice et d'expansion que les changements sont les plus grands. La caractéristique saillante du présent procédé réside dans la pression d'unité beaucoup plus élevée sur l'ensemble de la course motrice, avec une pression moyenne effective résultante plus élevée et un rendement thermique augmenté. Une augmentation dans le rapport de la pression effective moyenne à la pression maxima a lieu à un degré beaucoup plus avantageux, avec le résultat d'un type de combus- tion beaucoup plus doux, ce qui se manifeste dans les automobiles par l'absence pratique d'une réaction de cou- ple appréciable.
Des analyses du gaz d'échappement provenant du conduit d'échappement et des cylindres individuels, avec et sans utilisation du présent procédé, ont montré, par comparaison, qu'on obtient avec le-présent procédé un genre de combustion beaucoup plus complète, une absence pratiquement totale de monoxyde de carbone et une distri- bution améliorée pour les cylindres individuels.
En général, la pression de compression.. ou la pression mesurée au point mort sans allumer la charge
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dans le ou les cylindres pris pour le mesurage, varie, pour une vitesse donnée du moteur, à peu près directe- ment avec la densité de la charge et avec le degré d'ou- verture menant au donduit d'admission par le passage contrôlé par le papillon et le passage contrôlé situé au-dessus du papillon, et tandis qu'avec 1* introduction d'une partie de la charge au-dessus du papillon;
la portée entre la densité de charge la plus faible avec la tension de compression correspondante, et la-densité de charge maxima avec la tension de compression correspon- dante, est réduite, en comparaison aux moteurs prenant toute la charge à travers le carburateur, il existe néan- moins une étendue considérable de différence de pression Comme les tensions de compression peuvent être facilement déterminées pour des conditions de marche variables, on préfère se servir d'une espèce d'étalon de mesurage pour la portée des conditions de fonctionnement de la charge de cylindre de densité minima, donnant le minimum de force, jusqutà la charge de cylindre de densité maxi- ma et donnant pratiquement le maximum de force.
On se rend compte que le présent procédé peut être mis en oeuvre en se servant d'appareils de divers types, et que les appareils représentés schéma tiquemént ne sont connes qu'+ titre d'exemples et ne représentent aucune limitation de construction.