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Perfectionnements apportés aux moteurs à combustion interne, notamment à ceux à deux temps ".
L'invention est relative aux moteurs à combustion in- terne ; et elle concerne plus particulièrement, parce que c'est en leur cas que son application semble devoir offrir le plus d'intérêt, mais non exclusivement, parmi ces moteurs, ceux à deux temps.
Elle a pour but, surtout, de rendre tels, lesdits mo- teurs que la combustion du combustible injecté s'effectue dans de meilleures conditions que dans les moteurs jusqu'à présent utilisés,
Elle consiste, principalement, à faire porter par-la culasse des moteurs du genre en question une sorte de puits, constituant chambre de compression, au fond duquel est disposé l'injecteur dont le jet traverse ledit puits selon sa longueur.
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Elle consiste, mise à part cette disposition principale, en certaines autres dispositions, qui s'utilisent de préférence en même temps et dont il sera plus explicitement parlé ci-après.
Elle vise plus particulièrement un certain mode d'appli- cation, ainsi que certains modes de réalisation, desdites disposi- tions; et elle vise plus particulièrement encore, et ce à titre de produits industriels nouveaux, les moteurs du genre en question comportant application desdites dispositions, les éléments spé- ciaux propres à leur établissement, ainsi que les installations fixes ou mobiles comportant de tels moteurs.
Et elle pourra, de toute façon, être bien comprise à l'aide du complément de description qui suit,,ainsi que des dessins ci-annexés, lesquels complément et dessins sont, bien entendu. donnés surtout à titre d'indication.
La fig. l, de ces dessins, montre en coupe verticale axiale la partie supérieur d'un moteur à combustion interne monocylindrique vertical à deux temps établi conformément à un premier mode de réalisation de l'invention.
La fig. 2 montre de même la partie supérieure d'un mo- teur du même genre établi conformément à un second mode de réali sation de l'invention.
La fig. 3, enfin, montre en perspective la partie supé- rieure d'un piston pour moteur à deux temps, établi, lui aussi, conformément à l'invention.
Selon l'invention et plus particulièrement selon celui de ses modes d'application, ainsi que ceux des modes de réalisa- tion de ses diverses parties, auxquels il semble qu'il y ait lieu d'accorder la préférence, se proposant dtétablir un moteur à combustion interne, par exemple un moteur monocylindrique verti- cal à deux temps du genre de ceux présentant un taux de compression suffisamment élevé pour que leur démarrage puisse avoir lieu,à froid,sans moyens de chauffage auxiliaire, on sty prend comme suit @
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ou de façon analogue.
En ce qui concerne, tout d'abord, l'ensemble de ces mo- teurs, à l'exception des éléments constitutifs de leur chambre de compression, on les constitue de toute manière appropriée, par exemple et ainsi que représenté par la fig. 1, de façon qu'ils comportent une pompe d'alimentation en air concentrique au cylin- dre moteur a et communiquant avec ce dernier par des lumières dadmission b, l'échappement se faisant par des lumières c éga- lement prévues dans la paroi du cylindre.
En ce qui concerne, maintenant, les éléments de la chambre de compression à faire comporter au moteur à établir, on les agence de manière telle que ladite chambre affecte la forme d'un puits d porté par la culasse (ce terme englobant, soit le fond de cylindre, soit les parties supérieures de ses parois), et on dispose ltinjecteur e au fond de ce puits de manière telle que son jet le traverse selon sa longueur.
On donne, avantageusement, au puits d une profondeur supérieur à son diamètre moyen, mieux, supérieure à une fois et demi ce diamètre.
On s'arrange, de préférence, pour que la section de ce puits aille légèrement en croissant depuis son fond jusqu'à son extrémité ouverte, une forme qui semble particulièrement favord- ble étant une forme tronconique allongée d'angle au centre rela- tivement faible (par exemple compris entre 0 et 45 ).
On peut, bien entendu, donner aux sections droites du puits toute forme appropriée, par exemple une forme circulaire.
De même, on peut disposer le puits d en toute position convenable; cependant, il semble particulièrement avantageux de le disposer coaxialement au cylindre de manière à obtenir une chambre de compression qui soit de révolution autour de l'axe de l'injecteur.
On peut alors donner au piston f une forme régulière
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@ et, de préférence, on lui fait comporter un fond légèrement bon- bé.
On prévoit, alors aussi, pour raccorder l'ouverture du puits aux parois du cylindre, une portion de paroi annulaire substantiellement radiale, ou mieux, ainsi que représenté sur les dessins, une portion de par±1 annulaire g allait en stéva- sant, de préférence progressivement, l'ensemble du puits d et de la paroi g affectant alors la forme d'un pavillon acoustique dont la plus grande longueur serait dtangle au centre faible .- (puits d) et dont l'autre partie irait en croissant progressi- vement mais très rapidement de diamètre .
Si l'on a ainsi agencé le fond, de cylindre, on donne- ra avantageusement au fond du piston d une forme telle que par sa partie périphérique, il vienne se rapprocher autant que pra- tiquement possible, compte tenu des dilatations et des encrasse- ments à prévoir, de la paroi annulaire .
La chambre de compression proprement dite est alors limitée à ltespace compris entre les parois du puits d et la partie centrale, de préférence bombée, du fond du piston.
Dans ces conditions, les considérations de taux de compression à obtenir amèneront facilement, dans chaque cas par- ticulier, à déterminer de façon appropriée les diverses dimen- sions du puits d.
La forme de révolution de la chambre de compression venant d'être décrite, se prête, on le conçoit, tout à fait bien à une combustion régulière, cela d'autant mieux qu'on aura dimensionné le puits d de façon qu'il constitue en quelque sor- te une gatne pour le jet de l'injeoteur, qu'il épouse la forme de ce jet, afin de permettre une répartition substantiellement homogène de combustible dans l'air comprimé.
Cette considération peut d'ailleurs amener à donner à la génératrice des parais du puits-d une forme non rectiligne,
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par exemple une forme ondulée.
On pourra également être conduit, au lieu de donner au puits d une forme toujours croissante, à faire décroître très légèrement, à partir d'une certaine section, le diamètre dudit puits d, mais cela bien entendu sans aller jusqu'à faire comporter au puits d un orifice de sortie dans le cylindre qui soit étranglé ainsi qu'on le fait dans certains moteurs dits "à antichambre".
En ce qui concerne, maintenant, le fond du piston, ¯ on, pourra, bien entendu, se borner à lui donner la forme bombée de révolution venant d'être décriteo Cependant, avantageuse- ment, on l'agencera de manière telle qu'il guide les filets dair entrant par les lumières b pour les renvoyer vers le fond du cylindre afin d'obtenir un bon balayage du puits d.
On pourra alors être conduit, notamment si les lumiè- res d'admission b sont disposées en opposition avec les lumières d'échappement c, à donner au fond du piston T une forme dissy- métrique pour lui faire comporter un déflecteur. Bien entendu, alors, on modifiera la forme de la paroi annulaire y, pour que ledit déflecteur vienne s'y loger, la forme de la chambre de compression proprement dite n'étant pas substantiellement mo- difiée de ce fait, même si.l'on est amené à la désaxer légè- rement.
Il semble cependant préférable de conserver à l'en- semble l'axe de symétrie constitué par l'axe du cylindre. On est ainsi conduit à faire alterner, sur la paroi du cylindre, les lumières b et c, les premières étant bien entendu disposées de façon à être découvertes légèrement plus tard que les se- condes.
On fait alors, avantageusement, comporter au fond du piston des passages h propres à venir chacun en regard de l'une des lumières b et à dévier vers le haut les filets d'air entrant. Les divers passages h sont donc tous convergents vers
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le centre du fond de piston et on réduit, avantageusement, dans cet te zone les parties séparant deux passages voisins à de simples clo sons aussi minces que possible (figé 3).
On conçoit alors que, si l'on a donné au fond des passa- ges h une section longitudinale progressivement incurvée se ter- minant verticalement au centre du piston, les divers jets dtair jailliront, au centre du fond de piston, tous substantiellement selon l'axe du cylindre.
Les parties i du fond de piston séparant les passages serviront, elles, à guider les gaz brûlés vers les lumières d.
Elles pourront avantageusement, dans certains cas, être séparées des passages h par de petites cloisons disposées radialement sur le fond de piston, lesdites cloisons servant à éviter le mélange de ltair entrant.avec les gaz brûlés.
Bien entendu, ici encore, on pourra donner à la paroi annulaire E une forme correspondante à celle de la partie annulai- re du fond de piston, si l'on désire réduire le volume de la cham- bre de compression au seul volume du puits d.
De toute façon, on conçoit que l'inflammation du jet de combustible se fera particulièrement bien en raison, notamment, de la proximité des parois chaudes du puits d.
Cet effet pourra d'ailleurs être accru si, ainsi que re- présenté par la fig. 2, on isole d'avec l'eau de refroidissement entourant la culasse du moteur, au moins partie des parois du puits d.
A cet effet, par exemple, on ménage autour de ces parois une chambre annulaire j que l'on laisse avantageusement remplie d'air ou que l'on remplit d'un autre corps isolant approprié, cette chambre pouvant avantageusement être réalisée en soudant une tôle enroulée en forme de tronc de cône, d'une part, par son bord inté- rieur, à la périphérie de la culasse, et, d'autre part, par son bord supérieur, à la périphérie d'une collerette d1, solidaire des parois du puits d.
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Selon les circonstances, pu bien on fera monter ladite chambre 1 jusqu'au voisinage du fond du puits d, ou bien on l'arrêtera en hauteur à un niveau inférieur à ce- lui dudit fond, afin de permettre au liquide de refroidissement d'exercer son action sur la partie de la culasse qui porte l'in- jectaur a.
On a avantageusement recours, pour l'établissement de la culasse venant d'être décrite, à l'un des modes de réalisation représentés par les fig. 1 et 2.
Selon le premier de ces modes de réalisation (fig. 1), ayant établi le fût de cylindre ouvert à sa partie supérieu- re, on vient lui superposer, avec interposition d'un joint appro- prié, une culasse portant le puits d, le fond du puits étant laissé ouvert et étant taraudé, on établit un porte-injecteur k propre à venir se visser dans le taraudage du fond du puits, ce porte injecteur présentait une collerette 1 par laquelle il puisse venir sappuyer de façon étanche contre le plafond de la chemise de refroidissement, che- mise dont la partie supérieure est alors établie indépendamment de celle entourant le fût de cylindre et raccordée à cette der- nière par un joint.
Selon le second des susdits modes de réalisation (fig.2), on établit en une seule pièce, par exemple en acier, la cu- lasse, le puits d et le porte injecteur, on munit ce dernier organe, vers sa partie supérieure, d'une collerette m contre laquelle puisse venir sappuyer de façon étan- che le plafond de la chemise de refroidissement, chemise dont,, ici 'encore, la partie supérieure est établie indépendamment de celle entourant le fût de cylindre.
De toute façon, on voit que le porte injecteur peut être agencé de manière à baigner directement dans le liquide de refroi- dissement sur la plus grande partie de sa longueur. On peut d'ail-
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leurs éventuellement le munir, sur cette partie, d'ailettes pour activer la transmission de la chaleur.
L'injection se produisant directement contre le fond det piston, ledit fond se trouvera porté à une température relative- ment élevée et il sera avantageux de prévoir des moyens propres à empêcher la chaleur qui parvient au fond du piston de s'ache- miner directement vers la partie des parois latérales qui por- te les segments d'étanchéité, ce grâce à quoi le gommage desdits segments sera beaucoup diminué.
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A cet effet, on aura par exemple avantageusement recour à un piston du genre de celui représenté par la fig.2, et dans lequel la liaison entre le fond du piston et les parois latérales de ce dernier est effectuée en un endroit desdites parties laté- rales qui se trouve au-dessous du niveau de la zone portait les segments.
Pour parvenir à ce résultat, on ménage, dans ltépais- seur des parois constituant la partie supérieure de la jupe du piston, une sorte de saignée n descendant jusqutau.dessous de la limite inférieure de la zone portant les segments, ce pourquoi, par exemple, on établit le piston en deux pièces, l'une, o, qui constitue la jupe du piston, donc qui porte à sa partie supérieure les segments d'étanchéité et, vers la moi- tié de sa hauteur, les portées pour l'axe de pied de bielle) et 1+autre, p, propre à constituer le fond du piston et à laquelle on fait compacter une sorte de pied a propre à être soli darisé avec la pièce en une région située au-dessous de la zone portant les segments,
lesdites pièces étant établies de manière telle qu'un vide annulaire de quelques dixièmes de mm.au moins subsiste après assemblage entre le pied ¯q et la partie supérieure des parois de la jupe, ledit vide étant avantageusement rempli d'un corps iso- lant approprié tel qu'un mastic pour jointa.
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Quel que soit le mode de réalisation adopté pour le piston, on constituera de préférence au moins les portées pour 1?axe de pied de bielle en un métal très dur tel que acier cémenté, ni- truré, ou acier spécial. En faisant ooagir ce métal très dur avec un métal dur différent, par exemple une autre nuance d'acier, dont on constituera 1?axe de pied de bielle, on obtiendra un mon- tage dxe de pied de bielle qui résistera particulièrement bien aux fortes poussées engendrées par le cycle à combustion interne.
On aura alors, de préférence, recours à un graissage sous pression des perlées dudit axe.
De même, on constituera de préférence aussi le fond du pis- ton en un métal résistant bien à la chaleur et conservant ses . qualités mécaniques pour des températures élevées, par exemple en un acier du genre de ceux utilisés pour l'établissement de certaines soupapes d'échappement de moteurs. On pourra ainsi réali- ser un fond de piston.très léger et cependant résistant, bien qu'il soit chauffé à très haute température.
Il y a lieu de noter que le mode de réalisation indiqué ci- dassus pour le piston, se prête particulièrement bien à l'utili- sation de métaux différents pour la jupe et le fond de piston.
Selon ce mode de réalisation, on fera la jupe o en un métal approprié et le fond .:2 en un autre métal également approprié.
En suite de quoi, on obtient un moteur dont les avantages et le mode de fonctionnement ressortent suffisamment de ce qui précède pour qu'il soit inutile d'entrer à leur sujet dans au- aune explication supplémentaire.
Comme il va de soi et comme il ressort d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite aucunement à celui de ses modes d'application, non plus qutà veux des modes de réalisation de ses diverses parties, ayant plus particulièrement été envisa- gées; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes.