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"PBRFEC1'IONHElJlëjHT8 AUX CULASSES DE MOTEURS A COIJ3USTTON INTERNE"
Cette invention concerne des perfectionnements aux culasses de moteurs à combustion interne, moteurs du type dans lequel les soupapes' d'admission et d'échappement sont montées dans la paroi d'extrémité de la culasse et s'ouvrent vers le bas, vers le cylindre. Des soupapes disposées de cette manière sont aéaignées ci-après come soupapes en tête.
L'objet ae cette invention consiste à établir une cons- truction de culasse de moteur susceptible ae réduire au mi- nimum ou d'éliminer la détonation ou le cognement du mélange explosif.
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Une aes causes de la détonation ou cognement est que l'avant de la vague explosive qui avance comprime une partie non encore brulée du mélange dans une zone chaude, ce qui a pour effet que la température etla pression augmentent au point de provoquer une détonation ou cognement. Dans la culasse du type susdit, il s'établit, pendant la marche du moteur, une grande différence de température entre une zône à température relativement basse, disposée dans le voisinage de la soupape d'admission et une zône à température relati- vement élevée, disposée dans le voisinage de la soupape, d'é- chappement .
Des moteurs à soupapes en tête ayant une culasse de moteur agrandie pour permettre l'emploi de grandes soupapes ou un nombre plus élevé de soupapes, sont particulièrement sujets à des détonations ou cognements du fait que les sou- papes d'échappement sont logées dans des poches, que l'espace 'entre ces soupapes est limité et que la production de chaleur est augmentée.
par exemple, dans un moteur ayant deux soupapes d'é- chappement et deux soupapes d'admission disposées verticale- ment dans une chambre de combustion aplatie et de forme cy- lindrique, avec ou sans extensions latérales, ou bien dans un moteur à quatre soupapes en tête, inclinées comme dans le type avec culasse à fond incliné, il existe deux coins à température élevée, constituant deux poches de détonation ou cognement vers lesquelles la flamme avance et provoque ainsi des détonations ou cognements. Afin d'éviter la détonation ou cognement, il est nécessaire de prévoir des moyens empê- chant la partie avant de la vague explosive de comprimer le mélange non brûlé dans le voisinage de la soupape d'échappe- ment.
Les conditions requises peuvent être réalisées par le
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fait que l'explosion est amenée à s'amorcer dans la zône réchauffée, ce qui a pour effet que la vague explosive s'avance vers la zône froide.
On a proposé d'employer dans un moteur à soupapes en tête deux dispositifs d'allumage, diamétralement opposés l'un à l'autre, un de ces dispositifs étant disposé à pro- ximité de la soupape d'échappement. Toutefois, avec cette disposition, on obtenait deux vagues explosives comprimant entre elles le mélange non brûlé à un degré élevé de com- pression, lequel mélange était poussé vers le centre du cy- lindre, mais en même temps vers un bord réchauffé de la soupape d'échappement.
Suivant la présente invention, on a prévu, pour un moteur à combustion interne, une culasse dans laquelle les soupapes d'admission et d'échappement sont disposées côte à côte dans la paroi d'extrémité et dans laquelle on a prévu une seule ouverture pour un dispositif d'allumage, agencée au côté de la soupape d'échappement le plus éloigné de l'axe du cylindre, ceci dans le but décrit ci-dessus.
Une caractéristique de l'invention réside dans le fait de disposer la bougie d'allumage, dans une paroi latérale de la culasse, de manière que cette bougie se trouve en dehors au courant principal des gaz .l'échappement.
Une autre particularité de l'invention consiste en ce que l'espace de combustion compris dans la culasse se pro- longe en partie vers un seul côte du cylindre, et que la raccord du dispositif d'allumage et une partie de la soupape d'échappement sont disposées dans la dit± prolongement. Dans un autre exemple, la dite chambre (:Le combustion peut se pro- longer de chaque côté du cylindre et les têtes des soupapes
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d'admission et d'échappement peuvent dépasser les parois du cylindre, le raccord au dispositif d'allumage étant alors situé dans la partie du dit prolongement s'étendantderrière la soupape d'échappement.
Une troisième caractéristique de cette invention consiste en ce que les parois latérales de la culasse sont courbées du côté des soupapes le plus éloigné du cylindre, pour obtenir un courant gazeux uniformément réparti autour ' des soupapes, et en ce que le -raccord ou ouverture pour le dispositif d'allumage est situé dans ladite paroi courbée, derrière la soupape d'échappement.
Suivant une quatrième particularité de l' i.nveJ.1tion, on prévoit dans une culasse ayant deux soupapes d'échappement en tête disposées côte à côte, une ouverture ou raccord pour dispositif d'allumage, disposé en face de chaque soupape d'échappement, du côté le plus éloigné du centre du cylindre.
D'autres caractéristiques de l'invention sont spéci- fiées dans la description et les revendications ci-après et en référence aux dessins annexés, dans lesquels :
Fig. 1 est une coupe d'un mode d'exécution d'une ou- lasse suivant la présente invention, cette coupe étant prati- quée dans l'axe du cylindre.
Fig. 2 est une coupe suivant la ligne 2-2 de la Fig. 1.
Fig. 3 est une coupe suivant la ligne 3-3 de la Fig. 2.
Figs. 4, 6, 8, 10, 11 et 12 sont des coupes partielles d'autres culasses établies suivant, la présente invention, ces coupes étant pratiquées dans l'axe du cylindre.
Fig. 5 montre une coupe suivant la ligne 5-5 de la Fig. 4.
Fig. 7 est une coupe suivant la ligne 7-7 de la Fig. 6.
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Fig. 9 est une coupe suivant la ligne 9-9 de la Fig. 8.
Fig. 13 est une vue en plan d'en-dessous, de la Fig-12..
Les mêmes nombres de références indiquent les mêmes parties dans chacune des Figures.,
Dans le mode de construction montré dans la Fig. 1, la , soupape d'admission 1 est légèrement inclinée et est disposée presque directement sur l'axe du corps de cylindre 2, le sens d'inclinaison étant tel que l'axe de la soupape rencontre - l'axe du cylindre à proximité du soumet de ce dernier. La chambre de combustion que renferme la culasse se prolonge latéralement au cylindre, en 3 , la soupape d'échappement 4 étant partiellement comprise dans le dit prolongement dé l'espace de combustion.
L'axe de la soupape d'échappement est disposé parallèlementà l'axe du cylindre. Un raccord de bougie d'allumage 8 est disposé horizontalement dans/une paroi latérale de la culasse,en face du bord de la soupape d'échappement le plus éloigné du centre du cylindre. La dite paroi latérale est de forme concave, afin de permettre une' répartition uniforme des gaz d'échappement autour de la. soupape d'échappement en position-de levée. Les parois laté- rales sont formées de manière à rencontrer les parois du cy- lindre èn courbes légères , comme l'indiquent clairement les Figs. 2 et 3.
On verra que, avec la disposition susdite,et lorsque les deux soupapes sont fermées, la paroi d'extrémité de la chambre de combustion est formée de telle manière que l'avant de la vague explosive qui s'avance, dirige les gaz brûlants vers le bas dans le cylindre.La configuration raie de la chambre de combustion contenue dans la culasse - est ovale en vue de plan.
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Le mode de construction Montre en Figs. 4 et 5 dif- fère des précédents en ce que les axes les deux soupapes sont disposés parallèlement à l'axe du cylindre et en ce que l'axe de la oougie d'allumage est incliné sur.une ligne réunissant les axes des deux soupapes. L'orifice d'échappe- ment est désigné par 6, et celui d'admission par 7, tandis que le raccord ou orifice de bougie d'allumage est désigné - par 8. Il est à remarquer qu'une distance plus grande est prévue entre l'orifice d'échappement etle soumet du cylin- dre, qu'entre 1.'orifice d'admission et ce même sommet.
Cette grande distance tend à abaisser la température dans la région de la soupape d'échappement, tout en .permet- tant d'obtenir le volume relativement réduit nécessaire à la chambre de combustion. On voit dans la Fig. 5 que l'orifice d'admission est coaxial avec le cylindre, tandis que l'ori- fice d'échappement est disposé partiellement au-delà du bord supérieur du cylindre.
Les modes de construction que représentent les Fige.
6 et 7 diffèrent principalement du précédent en ce que l'orifice d'échappement 6 etl'orifice d'admission 7 sont disposés immédiatement au-dessus du cylindre et d'un même côte de son axe. La chambre de combustion présente un espace relativement grand, entre les deux orifices précités d'une part et le sommet du cylindre d'autre part, et recouvre seulement la moitié environ de la surface du cylindre.
Le mode de construction des Figs. 8 et 9 diffère de celui décrit en dernier lieu en ce que l'espace de combus- tion se prolonge en partie d'un côte du cylindre et en ce que lesorifices d'admission et d'échappement, vues en plan, re- ,,couvrent le bord du cylindre. La distance entre ces orifices
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et le sommet du cylindre est moindre que dans le mode de construction précédent, mais la chambre de combustion s'é- tend sur une surface plus grande du cylindre.
Dans la Fig. 10, l'espace de combustion est établi de manière à s'étendre latéralement de chaque côte du cylindre,- de grands orifices d'admission et d'échappement étant prévus,... lesquels,vus en plan, recouvrent les bords du cylindre.
Dans la Fig. 11, la paroi d'extrémité de la culasse est inclinée, et les deux orifices de soupape sont disposés - immédiatement au-dessus du cylindre. Cette inclinaison de la paroi permet de prévoir des orificesde grande section sans due la chambre de combustion doive se prolonger'latéra- lewent par rapport au cylindre.
Dans tous les modes de construction, la bougie d'allu- mage 8 est située du côté de la soupape d'échappement qui est le plus éloigné du centre du cylindre.
Dans les/modes de constructions montrés dans les Fige.
12 et 13, on a prévu deux orifices d'échappement 6, disposés côte à côte, et deux orifices d'admission 7 disposés pareil- lement. Un raccord de bougie allumage est prévu dans la paroi latérale de la culasse en regard du bord de chaque orifice d'échappement le plus éloigné du centre du cylindre.
Tout comme dans la Fig. 4, on prévoit une plus grande distan- ce entre l'orifice d'échappement et le sommet du cylindre d'une part et l'orifice d'admis$on et le même sommet, d'autre, part. Les parois de la culasse se prolongent latéralement vers un côté du cylindre, en regard de chacun des dits orifi- ces, comme montré en pointillé en 9 dans la Fig. 12, tandis que, entre chaque paire de soupapes, les mêmes parois recou- vrent le cylindre comme indiqué par la ligne 10 dans la Fig.
12.
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Dans toutes les.'.dispositions précitées, le mélange le plus réchauffé est brûlé en premier lieu, et la flamme se propage depuis la zône la plus réchauffée vers une zône , moins réchauffée. Au cas où la soupape d'échappement est logée dans une poche le mélange est, pendant la période de com- pression. refoulé vers la soupape d'échappement, ce qui a pour effet de refroidir cette dernière et de réchauffer le dit mélange, lequel brûle alors plus vivement qu'en tout autre cas.
De cette façon, des compressions plus élevées peuvent être appliquées et le mélange brûle plus rapidement, ce qui demande une moindre avance à l'allumage, que d'habitude, mais sans provoquer un fonctionnemenb brutal.
Des assais au frein avec des moteurs présentant les caractéristiques de l'invention, démontrent que ces moteurs développent plus de puissance que normalement, tout en ayant de laseuplesse, et cela avec de l'essence ordinaire et avec des taux de compression allant jusqu'à 7.