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PROCEDE ET DISPOSITIF POUR L'OBTENTION D'UNE COMPRESSION
CONSTANTE DANS LE CYLINDRE MOTEUR D'UN ENSEMBLE MOTEUR
COMPRESSEUR SANS VILEBREQUIN.
Les modes de construction utilisés jusqu'à ce jour pour les groupes moto-compresseur sans vilebrequin présentent l'inconvénient que la cylindrée totale du compresseur ne peut être employée complètement puisque seulement une partie de l'air contenu dans le compresseur peut être refoulée à l'extérieur pour y être utiliséeo Le reste de l'air doit en effet assurer en se détendant le travail nécessaire à la compression dans le cylindre moteur d'où il résulte une réduc- tion de la compression du côté du cylindre moteur, cette ré- duction étant forte et dépendant de la charge du côté com- presseuro Ceci entraîne des difficultés en raison de la néces-
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sité de modifier automatiquement le réglage de l'admission suivant la charge et également en raison du peu de stabilité du réglage automatique.
Le résultat de ces difficultés est qu'il peut se pro- duire en passant d'un régime d'équilibre à un autre, des dérange- ments qui ne disparaissent pas.
On peut écarter les inconvénients ci-dessus en appliquait le procédé conforme à l'invention qui permet d'obtenir une compression constante ou à peu près constante. La nouveauté de l'invention con- siste en ce que l'on obtient une compression invariable en utili- sant le travail de détente des gaz non refoulés par le compresseur conjugué avec celui de la détente de l'air emmagasiné dans des amortisseurs à air spéciaux.
Ces amortisseurs assurent une accu- mulation de l'énergie pendant la compression du côté compresseur, cette accumulation étant telle que la somme de l'énergie transmise aux pistons par l'amortisseur et par les gaz se détendant dans le compresseur ait une valeur constante ou à peu près constante in- dépendante de la charge momentanée, cette énergie étant transmise au piston pendant le déplacement de celui-ci du côté moteur. En même temps les pertes d'air pouvant se produire dans l'amortisseur à la suite des manques d'étanchéité sont compensées par l'air de l'atmosphère ou d'un réservoir sous pression entrant au début du déplacement du piston dont les bords découvrent des lumières ména- gées dans le cylindre.
Il est également possible de compenser les pertes d'air de l'amortisseur au moyen d'une soupape d'aspiration. automatique placée dans la chambre de compression de l'amortisseur, par exemple sur le fond de celui-ci.
Les groupes moto-compresseurs sans vilebrequin permettant l'exécution du procédé conforme à l'invention, présentent encore l'avantage complémentaire que l'air aspiré par le compresseur n'est pas soumis à un étranglement puisqu'on obtient la réduction du volume d'air refoulé parréduction de la quantité de combustible injecté, d'où il résulte que la course du piston dans la direction du cylindre compresseur se trouve réduite automatiquement.
On a représenté à titre d'exemple aux dessins ci-joints un
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moto-compresseur à deux temps permettant l'exécution de l'invention.
La fig. 1 est une coupe verticale longitudinale du moto-com- presseur et la fig. 2 en est une vue partiellement en plan et par- tiellement en coupe longitidinale horizontaleo
Le moto-compresseur comprend le cylindre 1 et la chambre in térieure de ce dernier 2 dans laquelle s'accomplit un cycle de mo- teur à combustion par exemple un cycle Diesel. Les lumières 3ser- vet à l'échappement et les lumières 4 au balayage de l'intérieur du cylindre, balayage assuré par l'air provenant du réservoir 5.
Les cylindres d'extrémité 6 et 7 présentent des chambres intérieures 8 et 9 respectivement, dans lesquelles se produit la compression.
Dans les parties élargies des cylindres 6 et 7 se déplacent les pistons d'amortisseurs 12 et 13 solidaires avec les pistons correspondants du compresseur ( à l'extérieur) et du moteur( à l'in- térieur). Les pistons 12 et 13 sont reliés l'un à l'autre par les bielles 14,15 et les, balanciers 16, ce qui assure la synchronisation des mouvements en sens contraire des deux pistons.
Les lumières 17,18 prévues dans les cylindres 8,7 servent à l'aspiration de l'air dans la pompe de balayage constituée par la chambre annulaire 19 entourant la chambre intérieur 2 entre les pis- tons 12 et 13. Les lumières 17,18 servent également à compenser les pertes d'air qui se produisent dans les amortisseurs 10,11 par suite des manques d'étanchéité inévitables.
Les soupapes 20, 21,servent à l'aspiration d'air frais vers les deux compresseurs tandis que les soupapes 22,23 constituent les sou- papes de refoulement du compresseur. Pour compléter la charge d'air du compresseur, avec de l'air provenant de la pompe de balayage 19, il est prévu des lumières 26 avec les conduits correspondants 27 ou 28. L'invention est relative au fonctionnement du moto-c'ompresseur décrit à titre d'exemple pour en faciliter l'exposition et repose sur le principe suivant. Pendant le déplacement des pistons 12,13 de leur position représentée, correspondant au point mort extérieur, vers l'intérieur, l'air restant dans les chambres de compression 8 et 9 se détend ce qui produit l'aspiration d'air frais.
En même temps l'air contenu dans les chambres d'amortisseurs 10,11 se dé-
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tend et la somme des travaux exécutés en même temps par l'air des amortisseurs et par l'air restant dans les compresseurs se trans- forme en énergie cinétique des pistons 12, 13. Cette énergie ciné- tique se transforme à son tour pour donner le travail nécessaire à la compression de l'air dans le cylindre moteur 2 et dans la pompe à air 19.
Peu avant d'atteindre le point mort intérieur, le bord 24 du , piston 13 découvre les lumières 4 qui communiquent ainsi avec la pompe à air de manière que le réservoir 5 reçoive l'air destiné au balayage. Les pistons amortisseurs 12,13 découvrent les lumières 17,18 par lesquelles se fait à ce moment la compensation des fuites dues au manque d'étanchéité des chambres des amortisseurs.
Juste avant que l'on arrive au point mort intérieur des pis- tons 12,13, il se produit une injection de combustible dans la chambre 2 par la soupape à combustible 25. Après cette injection la combustion se produit dans cette chambre ce qui change la direction de déplacement du piston pendant que les gaz de combustion se dé- tendent dans la chambre 2.
Au moment où se découvrent les lumières 3 par le bord intérieur des pistons intérieurs, les gaz de combustion s'échappent et le pis- ton 13 découvre, après que la pression est devenue égale à la pres- sion atmosphérique dans le cylindre 1, les lumières de balayage 4.
L'air de balayage passe alors du réservoir 5 dans le cylindre 2 et repousse devant lui les gaz brûlés s'échappant par les lumiè- res 3. Pendant c,e mouvement de recul l'air se détend dans la pompe de balayage 19 et la pompe de balayage aspire au moment où se décou- vrent les lumières 17 et 18 la masse d'air nécessaire au remplissage ultérieur du réservoir 5. En même temps l'air des chambres d'amortis- seurs 10,11 se trouve comprimé et ce phénomène commence aussitôt que les pistons 12,13 ont couvert les lumières 17,18. A ce moment et après obtention de la pression utilisable,l'air est refoulé par les soupapes de refoulement 22,23.
A la fin de la course d'aspiration, les pistons compresseurs découvrent les lumières 26'-reliées par les conduites 27,28 avec la
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chambre de la pompe de balayage 19 d'où il s'ensuit que les compres- seurs reçoivent un remplissage complémentaire d'air provenant de la pompe de balayage. Dans la pompe 'de balayage décrite, la pression est un peu plus forte pendant ce remplissage complèmentaire que la pression de l'air de balayage. Il serait également possible de réu- bnir les lumières 26 destinées au remplissage complémentaire avec le réservoir 5 d'air de balayage. Dans ce dernier cas le remplissa ge du compresseur se ferait toutefois à une pression légèrement in- férieure à celle correspondant à l'air de balayage.
Pendant le dé- lacement des pistons correspondant à la détente des gaz brûlés, l'énergie cinétique des pistons 12,13 est d'autant plus grande que la quantité de combustible injecté est plus grande. Il s'ensuit que la course du piston et le volume d'air refoulé dans la chambre de compression du compresseur est d'autant plus grande que la quantité de combustible injecté est plus grande. L'énergie cédée par les gaz se détendant dans le compresseur se trouve par suite d'autant plus petite pendant que l'énergie cédée aux pistons par les amortis seurs croit avec l'accroissement de la course et par suite de la pression dans les amortisseurs.
Il n'est pas difficile de déterminer les dimensions de la chambre d'amortisseurs par rapport aux dimen- sions des compresseurs de manière que la somme des énergies cédées aux pistons par le compresseur et par l'amortisseur soit constante ou à peu près constante quelle que soit la charge. Cette disposi- tion a pour résultat une compression finale à peu près constante pour le mélange combustible ou pour l'air dans la chambre de com- bustion du cylindre moteur 2.
Lorsqu'on compense les fuites d'air ou de gaz dues à un man- que d'étanchéité dans l'amortisseur au moyen d'air dont la pres- sion dépasse de moins de 0,8 atm. la pression atmosphérique ou celle de la pompe de balayage, il n'est possible d'obtenir prati- quement une compression à peu près constante dans le moteur que lorsque la section droite utile utile des amortisseurs est plus grande que celle du cylindre moteur. Au contraire si l'on utilise dans les amortisseurs des pressions dépassant de plus de 0,8 atm.
La pression de base ci-dessus, la section utile de l'amortisseur
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peut être plus petite que celle du cylindre moteur. Toutefois pour tenir compte du danger d'explosion du lubrifiant ainsi que des per- tes par chaleur dans les amortisseurs, on doit maintenir le rap- port entre la compression finale et la pression initiale pour les charges les plus grandes possibles au plus égal à 10.
De ce qui prècède on doit conclure que les caractères essentiels d'un moto-compresseur fonctionnant suivant les principas de l'in- vention exige que à le rapport de compression dans les amortis- seurs soit inférieur à 10 et b que la section utile des amortisseurs soit plus grande que la section droite du cylindre moteur lorsque la surpression initiale dans l'amortisseur est inférieure à 0,8 atm. Le moto-compresseur sans vilebrequin décrit n'exige aucun ap- pareil de réglage pour faire dépendre le fonctionnement du moteur du rendement du compresseur. Le dosage en combustible correspond à la charge peut se faire aitomatiquement suivant la supression existant dans le réservoir contenant l'air refoulé.
En l'absence d'un étranglement de l'air aspiré suivant les différentes charges, les pertes complémentaires qui en découle- raient sont supprimées. La pompe à combustible peut être commandée par exemple à l'aide d'une came reliée au balancier 16 ou encore par un système pneumatique de type connu.