<Desc/Clms Page number 1>
Perfectionnements aux moteurs à combustion interne à injection de combustible liquide.
Cette invention est relative aux moteurs à combustion interne à injection de combustible liquide et allumage par compression, dont la culasse de cylindre contient une chambre de combustion en forme de poche qui, à la fin de la course de compression, constitue la partie principale de la chambre de compression et dont la paroi porte un injecteur de combustible injectant du combustible dans une charge d'air refoulée dans la poche pendant la course de compression; l'invention a pour ob- jet un moteur perfectionné de ce genre.
Suivant la présente invention, on monte dans un tel moteur une pièce de passage logée dans la partie de la. poche ad- jacente à l'alésage du cylindre de manière à constituer une
<Desc/Clms Page number 2>
partie de la paroi de la chambre de combustion et agencée de manière que la transmission de chaleur de cette pièce de pas- sage à la partie ou aux parties refroidies adjacentes du mo- teur soit réduite, la poche et la pièce de passage délimitant ensemble une chambre de combustion ayant une section transver- sale circulaire et dont les parois extrêmes ont un écartement minimum au moins égal à deux tiers du diamètre moyen de la chambre de combustion, tandis qu'un passage reliant l'alésage du cylindre à la chambre de combustion est ménagé de telle manière dans la pièce de passage,
que la charge d'air refoulée par ce passage pendant la course de compression s'échauffe et entre dans la chambre de combustion suivant une direction telle qu'à la fin de la course de compression l'ensemble de la charge contenue dans la chambre de combustion soit animée d'un mouve- ment giratoire autour de l'axe de la chambre, un dispositif d'injection de combustible étant monté dans une partie refroi- die de la paroi en un point sensiblement écarté de cet axe et étant disposé de manière à débiter dans la chambre de combus- tion un ou des jets de combustible dont la direction moyenne est parallèle à l'axe, ou bien fait avec une droite parallèle à l'axe un angle de moins de 45 .
De préférence, la poche et la pièce de passage sont conformées de telle manière que la chambre de combustion ait une forme sensiblement cylindrique, la longueur de cette chambre mesurée suivant l'axe étant égale, par exemple, à son diamètre. On bien la paroi circulaire de la chambre de combus- tion peut avoir sensiblement la forme d'un tonneau, d'un tronc de cône ou d'une cloche ou avoir un profil intérieur légèrement convexe dans une section passant par l'axe, tandis que les pa- rois extrêmes de la chambre de combustion peuvent être sensi- blement planes ou légèrement concaves ou convexes.
<Desc/Clms Page number 3>
Les parois de la poche, résistant à la pression, sont avantageusement refroidies à l'air ou au moyen d'un liquida et on limite la transmission de chaleur de la pièce de passage chaude aux parties refroidies qui l'entourent en disposant cette pièce de manière que le contact avec les parties refroi- dies adjacentes soit peu étendu.
L'injecteur de combustible n'a avantageusement qu'un seul orifice et est disposé de manière à ne débiter qu'un seul jet de combustible, et on peut prévoir dans les constructions mentionnées une ou plusieurs pièces non refroi- dies supplémentaires logées dans la poche près des parties de sa paroi non directement adjacentes à la pièce de passage, ces pièces non refroidies étant elles aussi disposées de manière que la transmission de chaleur aux parois refroidies adjacen- tes soit réduite. On arrive ainsi à constituer de pièces non refroidies la majeure partie ou sensiblement la totalité de la paroi de la chambre de combustion, de sorte qu'on augmente l'efficacité de la combustion et qu'on améliore d'une manière générale le fonctionnement du moteur.
On peut va.rier la disposition et la forme de la po- che de combustion, de la pièce de passage et d'autres éléments; deux formes de construction suivant l'invention sont représen- tées schématiquement à titre d'exemple sur les dessins annexés, dans lesquels:
Fig. 1 est une coupe verticale d'une partie de l'ex- trémité supérieure du cylindre, du piston et de la culasse d'un moteur conforme à l'invention, la coupe étant faite sui- vant la ligne 1-1 de la Fig. 2,
Fig. 2 est une coupe suivant la ligne 2-2 de la Fig. 1, Fig. 3 est une coupe, analogue à celle de la Fig. 1, ,qui montre une variante de construction, la coupe étant faite
<Desc/Clms Page number 4>
suivant la ligne 3-3 de la Fig. 4,
Fig. 4 est une coupe suivant la ligne 4-4 de la Fig. 3 et,
Fig. 5 est une coupe, analogue à celle des Figs.
1 et 3, montrant une autre forme de la construction représentée sur la Fig. 3.
Dans la forme de construction représentée sur les Figs. 1 et 2, le moteur comprend un cylindre, indique en A, dont la partie supérieure est fermée par une culasse B dans laquelle sont percées des lumières d'admission et d'échappe- ment, indiquées en Bl, B2, qui sont commandées par des soupapes BS, B4. Dans le cylindre coulisse un piston C dont la tête est conformée de manière à s'approcher très près de la culasse B à la fin de la course vers l'intérieur du cylindre.
Dans la culasse est ménagée en outre une poche re- froidie D de forme générale cylindrique, l'axe de cette poche étant parallèle à l'axe du cylindre A et son- ouverture étant située partiellement d'un côté de l'alésage du cylindre et le recouvrant de manière à communiauer avec lui, comme le montre la Fig. 1.
Dans l'ouverture de la poche D est engagée une pièce de passage non refroidie E, en forme de bouchon, dont la surface extérieure a une allure générale cylindrique, et la majeure partie de la surface circulaire de cette pièce est tout près de la partie adjacente de la paroi circulaire de la poche, mais en est séparée par un léger intervalle, tandis qu'une bride étroite El solidaire de la surface circulaire extérieure de cette pièce E porte contre un épaulement de l'ouverture de la poche et y est maintenue au moyen d'une bague filetée F faite, par exemple, d'un métal ductile non ferreux tel.que le laiton.
La transmission de chaleur de la pièce de passage E à la paroi
<Desc/Clms Page number 5>
de la poche D est ainsi réduite du fait que la surface de contact entre elles est petite.
Dans le fond de la poche D est logée une seconde pièce en forme de bouchon G disposée de manière à remplir la partie de la poche non occupée par la pièce de passage E et à porter contre celle-ci, et cette pièce G est conformée de telle manière qu'au moins la majeure partie de sa surface ex- térieure soit séparée par un petit intervalle des parois re- froidies adjacentes de la poche D.
Dans les faces juxtaposées de la pièce de passage E et de la pièce G sont ménagés des creux semi-cylindriques H, Hl constituant ensemble une chambre de combustion J sensi- blement cylindrique dont l'axe est situé avantageusement dans un plan perpendiculaire aux axes du cylindre A et de la poche D.
Dans la pièce de passage E est percé un passage E2 assurant la communication entre l'alésage du cylindre A et la chambre de combustion J, l'axe de ce passage étant sensi- blement tangent à un cercle dont le centre est dans l'axe de la chambre de combustion cylindrique J, de manière que la charge d'air refoulée pendant la course de compression du piston C entre dans la chambre de combustion J d'une façon telle qu'à la fin de la course de compression la charge con- tenue dans la chambre de combustion soit animée d'un mouve- ment giratoire autour de l'axe de celle-ci.
De préférence, comme le montre la Fig. 2, les creux semi-cylindriques H, Hl de la pièce de passage E et du bouchon G sont conformés de manière que tant les extrémités de la chambre de combustion cylindrique J que les parois circulaires de cette chambre soient constituées par des parties des piè- ces E et G.
<Desc/Clms Page number 6>
Dans la paroi circulaire de la poche D est monté un injecteur de combustible K dont l'axe est parallèle à l'axe de la chambre de combustion cylindrique J mais est écarté de cet axe de manière à se trouver près d'une partie de la paroi cylindrique de la chambre de combustion, une ouverture étant ménagée dans le bouchon G par laquelle le jet débité par cet injecteur peut pénetrer dans la chambre de combustion.
Dans la variante représentée sur les Figs. 5 et 4 le moteur comprend un cylindre L dont l'extrémité extérieure est fermée par une culasse M dans laquelle peuvent tre per- cées des lumières d'admission et d'échappement, commandées par des soupapes disposées d'une manière analogue à celles de la forme de construction représentée sur les Figs. 1 et 2.
Le cylindre L renferme un piston coulissant Ll dont la tête est conformée de manière à s'approcher tout près de la culasse à la fin de la course de compression.
Dans la culasse M est ménagée en outre une poche re- froidie N de forme générale cylindrique ; l'axe de cette poche est parallèle à l'axe du cylindre et l'ouverture de la poche est située partiellement d'un côté de l'alésage du cylindre qu'elle recouvre partiellement.
Dans la poche N est logée une pièce de garniture cy- lindrique 0 non refroidie faite par exemple en acier résistant à la chaleur et ayant une longueur sensiblement égale à celle de la poche, tandis que le diamètre de la majeure partie de sa surface circulaire extérieure est un peu inférieur au diamètre de la surface circulaire intérieure de la poche, de manière que la majeure partie de la périphérie de la pièce 0 soit tout près de la paroi circulaire refroidie de la poche, mais avec un léger intervalle entre elles.
La surface circulaire extérieure de la pièce 0 est munie d'une bride étroite 01 en saillie qui porte contre un épaulement de la paroi circulaire de la poche
<Desc/Clms Page number 7>
et qui est maintenue en place sur cet épaulement par une bague 02 faite, par exemple, en laiton ou autre métal non ferreux, la bride 01 constituant le seul contact entre la pièce non re- froidie 0 et la paroi refroidie de la poche N. Dans une partie de la pièce 0, près de 1'ouverture de la poche, est montée une pièce P en forme de bouchon qui est emboîtée de façon étanche dans la pièce 0 et n'est elle-même pas refroidie.
Dans la paroi circonférentielle de la pièce P en forme de bouchon est prévue une gorge hélicoïdale profonde Pl qui délimite avec la partie adjacente de la pièce cylindrique 0 un passage hélicoïdal débouchant à une extrémité dans l'alésage du cylindre et à l'autre extrémité dans la chambre de combustion sensiblement cy- lindrique Q délimitée par le fond de la poche N, la paroi cir- conférentielle de la pièce cylindrique non refroidie 0 et le bouchon chaud P, de sorte que quand une charge d'air est re- foulée pendant la course de compression par le passage hélicoïdal Pl, la charge entre dans la chambre de combustion Q suivant une direction telle qu'à la fin de la course de compression la to- talité de la carge contenue dans la chambre soit animée d'un mouvement giratoire autour de l'axe de celle-ci.
Dans la paroi de fond Ni de la poche de combustion, en un point adjacent à la circonférence de la chambre de com- bustion Q, par exemple en Ql (Fig. 4), est disposé un injecteur destiné à débiter un jet simple de combustible sensiblement parallèle à l'axe de la chambre de combustion cylindrique et dirigé vers la face intérieure du bouchon P, la disposition de l'injecteur et la forme du jet de combustible étant de préfé- rence telles que le combustible ne puisse être projeté vers l'extrémité intérieure ouverte du passage hélicoïdal et que la totalité du liquide soit projetée vers une partie de la face in- térieure du bouchon écartée de l'extrémité intérieure du passage.
<Desc/Clms Page number 8>
La forme de construction représentée sur la Fig. 5 présente une certaine analogie avec celle représentée sur lès Figs. 5 et 4. Toutefois, dans la forme de construction de la Fig. 5, la culasse désignée par N2, comporte une poche re- froidie N3 de forme générale cylindrique dont l'ouverture est située partiellement d'un coté de l'alésage du cylindre et re- couvre partiellement cet alésage, tandis que la paroi circulaire de la poche N3 comprend une partie cylindrique adjacente à l'alé- sage du cylindre et ayant un diamètre un peu supérieur à celui d'une seconde partie cylindrique courte N4 adjacente à l'extré- mité supérieure fermée de la poche, la partie cylindrique de plus grand diamètre étant raccordée à la partie cylindrique de plus petit diamètre par une courte partie tronconique inter- médiaire N5,
comme c'est représenté sur le dessin.
La partie intérieure N4 comporte un taraudage dans lequel se visse un filetage correspondant ménagé à l'extérieur de l'extrémité supérieure d'une fourrure tubulaire non refroi- die R. La longueur de la fourrure est sensiblement égale à celle de la poche N3 et la partie de cette fourrure située en- dessous de la partie filetée est conformée de telle manière que sa surface circulaire extérieure soit tout près de la par- tie correspondante de la surface circulaire intérieure de la paroi de la poche N3, mais en soit séparée par un léger in- tervalle, de manière que le contact entre la fourrure tubulai- re R et la paroi refroidie qui l'entoure soit limité à la par- tie filetée.
La fourrure R est conformée de telle manière que sa surface circulaire intérieure comprenne une partie cylindri- que R1 d'un diamètre relativement petit, qui est adjacente à l'extrémité-supérieure de la fourrure, et une partie tronconi- que R2 situé à mi-longueur et reliant la partie R1 à une par- tie R3 de plus grand diamètre intérieur qui est adjacente à
<Desc/Clms Page number 9>
l'extrémité inférieure de la fourrure.
Dans l'extrémité inférieure de la fourrure consti- tuée par les parties R2 et R3 est montée une pièce en forme de bouchon S non refroidie dont la surface circulaire extérieure est en contact avec la surface circulaire intérieure de la fourrure. Dans la.face supérieure de la pièce S est ménagé un creux cylindrique peu profond S1, ayant à peu près le même diamètre que l'enceinte intérieure de la partie R1, de sorte que la partie Rl de la fourrure et le creux Sl du bouchon S délimitent ensemble une chambre de combustion T de forme sen- siblement cylindrique ayant une longueur sensiblement égale à son diamètre.
Dans la partie périphérique du bouchon S est percée une fente S2 de forme générale hélicoïdale qui délimite avec les parties R2 et R3 un passage communiquant par son extrémité inférieure avec l'alésage du cylindre L et, par son extrémité supérieure, avec la chambre de combustion T, et qui est confor- mé de telle manière que l'air refoulé par ce passage pendant la course de compression entre dans la chambre de combustion de façon qu'à la fin de la course de compression la charge contenue dans la chambre de combustion soit animée d'un mouve- ment giratoire autour de l'axe de celle-ci.
Dans la paroi supérieure de la poche N2, en un point écarté de l'axe de la chambre de combustion T et de préférence près de la paroi circulaire de cette chambre,est monté un injecteur de combustible U destiné à débiter un jet de combus- tible suivant une direction sensiblement parallèle à l'axe de la chambre de combustion. Un boulon V vissé dans un alésage taraudé de l'extrémité de la poche N2 s'engage dans une encoche R4 de l'extrémité supérieure de la pièce R de manière à empê- cher celle-ci de tourner.
<Desc/Clms Page number 10>
Dans cette forme de construction le bord du passage s'ouvrant dans le cylindre est un peu décalé vers l'intérieur de la circonférence de l'alésage du cylindre. Toutefois, dans la plupart des cas, ce bord est très rapproché de la circonfé- rence de l'alesage du cylindre ou coïncide avec elle. En outre, pour des raisons constructives, l'injecteur est un peu décalé angulairement par rapport à la position qu'il occupe dans la disposition préférée, c'est-à-dire celle qu'il occupe par rap- port à l'extrémité intérieure du passage, correspondant à celle représentée sur la Fig. 4.
Il est entendu que les formes de construction dé- crites ci-dessus sont denrées uniquement à titre d'exemple et qu'on peut modifier, sans sortir du cadre de l'invention, la forme de la chambre de combustion et celle de la pièce de pas- sage non refroidie et d'autres pièces non refroidies logées dans la chambre de combustion, le type d'injecteur et d'autres détails constructifs, et bien que dans les formes décrites on n'emploie qu'un seul injecteur, on peut prévoir dans certains cas deux ou plusieurs injecteurs, chacun d'eux étant disposé de la manière décrite ou la direction moyenne des jets débités par les injecteurs étant conforme, globalement, aux exigences spécifiées.
En outre l'invention s'applique aux moteurs fonc- tionnant suivant un cycle à deux ou à quatre temps et ayant des lumières d'admission et d'échappement commandées par des soupa- pes à levée, un ou plusieurs fourreaux ou autres organes de distribution, ou dans le cas de moteurs à deux temps, des lu- mières percées dans la paroi du cylindre et commandées par le piston. D'autre part, la proportion de la charge d'air refoulée dans la chambre de combustion peut varier et peut dépendre dans une certaine mesure de l'espace nuisible requis pour des rai- sons constructives ou autres.