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BREVET D'INVENTION.
MOTEUR A COMBUSTION INTERNE SURALIMENTE.
La présente invention a pour objet un moteur à combustion interne suralimente. Suivant la présente invention, dans un moteur de ce genre, au moins une soufflante actionnée mécaniquement par le moteur mäme ou par une source d'énergie indépendante est établie et réalisée de manière telle qu'elle fournisse une charge qui, d'une part, est suffisante pour le démarrage du moteur ou son fonctionnement à de petites charges et, d'autre part, correspond, pour des chargea plus élevées ou (et) des vitesses de rotation plus élevées du moteur, à toute la
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quantité d'air pouvant être aspirée par, au moins, une seconde soufflante actionnée par une turbine à gaz recevant seulement les gaz d'échappement du moteur et, autrement, indépendante de ce dernier,
cette seconde soufflante pouvant fournir au moteur tout l'air sous pression nécessaire à son fonctionnement à ces charges plus élevée@,cet air étant, en outre, surpressé.
L'ensemble peut tre réalisé de manière telle que, au démarrage et aux faibles charges ou aux faibles vitesses de rotation du moteur, la soufflante actionnée mécaniquement envoie, au moins, une partie de l'air qu'elle refoule dans la tuyauterie d'aspiration de la soufflante actionnée par turbine à gaz d'échappement et que la partie restante de oet air refoulé par cette première soufflante soit envoyée ' directement au dispositif d'admission de l'air dans les cylindres de travail du moteur.
Pour obtenir automatiquement ces modifications des circuits de l'air fourni par la soufflante actionnée mécaniquement,entre cette soufflante et le dispositifd'admission de l'air dans les cylindres du moteur qui est raccordé directement à'oette soufflante, des dispositifs de fermeture à fonctionnement automatique peuvent être montés, ces dispositifs se fermant automatique- ment lorsque la pression de refoulement de la soufflante actionnée par turbine à gaz d'échappement croît et atteint une certaine valeur, la soufflante actionnée mécaniquement envoyant, alors, tout l'air qu'elle refoule dans la soufflante aotionnée par turbine à gaz d'échappement et celle-ci envoyant, ensuite, cet air à pression surélevée dans le dispositif d'admission de l'air dans les cylindres du moteur,.
Il est également possible de réaliser une installa- tion dans laquelle, entre la tuyauterie de refoulement de la soufflante actionnée par turbine à gaz d'échappement et la tuyauterie de refoulement de la soufflante actionnée mécaniquement,, tuyauteries débouchant dans des espaces distincts
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du dispositif d'admission de l'air dans les cylindres du moteur, au moins un dispositif de fermeture automatique de la communication existant avec ce dispositif est monté, ce dispositif se fermant pour des chargea croissantes du moteur et correspondant à une pression de refoulement de la soufflante actionnée par turbine à gaz d'échappement qui est accrue par rapport à la pression de refoulement de la soufflante actionnée mécaniquement,
afin que la fraction de charge refoulée par la soufflante actionnée par turbine à gaz d'échappement augmente, Dans ce cas, le dispositif peut être tel que, au démarrage du moteur ou pour un fonctionnement de celui-ci à de petites charges, seuls travaillent, avec injection de combustible, les cylindres qui sont alimentés tout d'abord suffisamment en air de balayage et (ou) de charge par la soufflante actionnée mécaniquement, tandis que les autres cylindres, qui sont chargés ou balayés par l'air de la soufflante actionnée par turbine à gaz d'échappement, travaillent seulement ensuite, avec injection de combustible, lorsqu'ils sont également suffisamment balayés ou chargés,
La réalisation peut, encore, être telle que, seulement,
à partir d'une charge déterminée du moteur pour laquelle le débit de la soufflante actionnée par turbine à gaz d'échappement est suffisant pour cette charge,, les circuits de l'air refoulé par la soufflante actionnée méoani- quement soient modifiés de manière telle que cette soufflante envoie la totalité de l'air qu'elle refoule dans la soufflante actionnée par turbine à gaz d'échappement., Le dispositif de réglage de la communication entre les deux soufflantes peut être actionné à la main ou par un régulateur, ou par le dispositif de réglage du combustible fourni au moteur.
Dans les moteurs polyoylindriques, les tuyauteries des gaz d'échappement de divers cylindres, dont les temps d'échappement et de balayage n'interfèrent pas entre eux, peuvent être reliées à un collecteur aboutissant à, au moins,
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une turbine à gaz d'éohappement, tous les cylindres du moteur étant, ainsi, réunis par groupes ,et les collecteurs/d'échappemet de ces divers groupes ayant des entrées distinctes dans la turbine et les dimensions et volumes de ces diverses tuyauteries et collecteurs ainsi que leurs sections correspondantes d'entrée dans la turbine à gaz étant telles que, pour chaque groupe de cylindres ainsi formé, au moins, aux fortes charges du moteur et au début de chaque temps d'échappement,
la pression en avant de la turbine excède la pression totale de suralimentation due aux,deux soufflantes et que, pendant le temps de balayage, cette pression s'abaisse le plus possible au voisinage de la pression atmosphérique, de manière telle que le cylindre correspondant soit balayé efficacement, et sans qu'il en résulte de troubles due aux temps d'échappement des autres cylindres, et par de l'air sous pression fourni par la soufflante actionnée mécaniquement et la soufflante actionnée par turbine à gaz d'échappement et travaillant ensemble,
En outre, l'installation peut étre établie de manière telle que la pression de l'air refoulé par,la soufflante actionnée mécaniquement soi t toujours supérieure à la contre-pression due à la retenue dans les cylindres,
les tuyauteries et collecteurs d'échappement et la section d'entrée dans la turbine à gaz d'échappement, de telle sorte que, mime au démarrage de la soufflante actionnée par turbine à gaz d' échappement et aux faibles vitesses de rotation de cette dernière, un retour de gaz d'échappement de la turbine vers les cylindres du moteur soit rendu impossible et, cela, m'orne pendant la période de balayage correspondant à l'ouver- ture simultanée fies organes d'admission et d'échappement dans les cylindres du moteur. En outre, cette disposition présente des avantages si aux charges élevées du moteur, la soufflante actionnée par turbine à gaz d'échappement est établie de manière telle que sa pression de refoulement soitplus élevée que oelle de la soufflante actionnée méoaniquement.
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Pour réaliser un moteur à renversement du sens de marche et sans dispositif de renversement de marche de soufflante, suivant la présente invention, la soufflante actionnée mécaniquement par le moteur peut tre établis sous forme de soufflante centrifuge à palettes radiales et sans aubes fixes de diffuseur.
Dans le but de pouvoir modifier la proportion de l'air sous pression refoulé par la soufflante actionnée mécaniquement et envoyé directement à la soufflante actionnée par turbine à gaz d'échappement, un organe d'étranglement ou de fermeture de la tuyauterie reliant ces deux soufflantes peut être monté dans cette tuyauterie, Egalement,en avant de la soufflante actionnée par turbine à gaz d'échappement, un dispositif d'ouverture et de fermeture peut être monté dans une tuyauterie d'aspiration de cette soufflante s'ouvrant dans l'atmosphère, pour permettre à cette soufflante d'aspirer directement dans l'atmosphère.. Mais, dans ce cas,
l'installation doit 'être telle que la tuyauterie d'aspiration de l'air atmosphérique dans cette soufflante puisse 'être fermée du coté de la soufflante actionnée mécaniquement et la tuyauterie de refoulement de la soufflante actionnée par turbine à gaz d'échappement et aboutissant au dispositif d'admission de l'air dans les cylindres du moteur est pourvue d'un dispositif de fermeture à fonction- nement automatique ou à main, Ceci, afin que la soufflante actionnée mécaniquement puisse fournir de l'air aux cylindres du moteur malgré une pression plus basse de l'air fourni par la soufflante actionnée par turbine à gaz d'échappement, Avec ce mode de réalisation de l'invention, la soufflante actionnée par turbine à gaz pourra, seule, alimenter le moteur aux charges élevées.
Au lieu d'aocoupler rigidement la soufflante actionnée mécaniquement et le moteur, cette soufflante peut, également, être actionnée par le moteur, par l'intermédiaire d'un mécanisme de changement de vitesse permettant d'obtenir,
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au démarrage et aux faibles charges du moteur, de l'air de balayage et de suralimentation pression plus élevée ou de modifier, entre certaines limites, la pression de refoulement finale de l'air dû à la coopération des deux soufflantes.
Au point de -vue constructif, le montage des deux soufflantes à une m'orne extrémité du moteur présente des avantages. De préférence, la soufflante actionnée mécanique- ment est entrainée par l'arbre manivelle ou le vilebrequin du moteur, tandis que la soufflante actionnée par turbine à gaz est disposée au-dessus et au niveau dés tuyauteries d'échappement des gaz des cylindres du moteur,
Comme source auxiliaire d'énergie d'entrainement de la soufflante actionnée mécaniquement, une source d'énergie quelconque peut être utilisée,
la puissance pouvant être fournie par le moteur suralimenté lui-même ou par une source d'énergie complètement indépendante de ce dernier
La présente invention permet de réaliser tout aussi bien des moteurs suralimentés à deux temps que des moteurs suralimentés à quatre temps. pomme soufflante actionnée mécaniquement ou comme soufflante actionnée par turbine à gaz d'échappement, des soufflantes centrifuges ou à hélice à action radiale et à un ou plusieurs étages peuvent être employées.'
Les dessins ci-joints donnés à titre d'exemple et qui ne suuraient, en aucune facon, limiter la portée de la présénte invention, 'se rapportent à des moteurs établis conformément aux'principes ci-dessus définis.
Dans ces dessins ;
La Figure 1 est une coupe verticale transversale faite à travers un moteur à combustion interne à deux temps travaillant suivant l'invention.
La figure 2 est une -vue, partie en élévation
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longitudinale, partie en coupe partielle, du moteur de la figure 1.
La Figure 5 montre, à plus grande échelle, partie en élévation, partie en coupe, une variante d'installation des turbo-soufflantes du moteur de la figure 2.
La Figure 4 est une vue longitudinale, partie en élévation, partie en coupe, d'un moteur présentant certaines différences par rapport aux moteurs des figures 2 et 3,
Les figures 6 et 6 se rapportent à un moteur à quatre temps, la figure 5 étant une vue en élévation longitudinale de ce moteur et la figure 6 une vue de cote du mme moteur.
La figure 7 montre des exemples de diagrammes de la pression dans les soufflantes des deux types et dans la turbine à gaz d'éohappement.
Les figures 8 et 9 donnent des exemples de diagrammes des pressions dans les tuyauteries d'échappement des gaz d'un moteur à six cylindres et à deux temps..
La figure 10 montre les positions correspondantes des manetons de l'arbre manivelle.
Dans ces diverses figures,les marnes signes de référence désignent les marnes éléments.
Dans les figures 1 à 4, 1,2,3,4,5 et 6 désignent les cylindres d'un moteur à combustion interne montés sur un bâti 7.
Figure 1, le piston 8 du cylindre 1 est représenté en coupe; la puissance reçue par ce piston est transmise, par la bieille 9, à l'arbre manivelle 10. Le moteur de cette figure est un moteur à deux temps dans lequel l'air de balayage et l'air de la charge sont admis à travers des lumières 11 ménagées dans le oylindre;
l'éohappement des gaz est réglé par une soupape d'échappement 12 montée dans la oulasse du cylindre,
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Conformément à l'invention, une soufflante 13 'est actionnée mécaniquement par le moteur à combustion interne et une soufflante 15, entraînée non mécaniquement par ce moteur à combustion interne, est établie pour 'être actionnée par les-gaz d'échappement qui sortent à travers des tuyauteries 43 et 44- d'alimentation d'une turbine à gaz d'échappement 14 accouplée aveo cette soufflante 15.
Suivant la figure 1, la soufflante 13 est actionnée par l'arbre manivelle 10 du moteur, par l'intermé- diaire d'un train denté composé de trois engrenages 16, 17 18, de manière telle que cette soufflante ait déjà une vitesse de rotation¯élevée, même pour une marche lente du moteur. La soufflante 13 refoule son'air sous pression,d'une part, directement par la tubulure 19 dans une chambre 20 d'un dispositif d'admis sion de l'air dans les cylindres du moteur, dispositif qui, ici,, comporte des lumières 11 ouvertes librement dans cette chambre pour le passage de l'air dans les cylindres.
La soufflante 13 actionnée mécaniquement est, également, pourvue d'une tubulure 21 et d'une tuyauterie, de raccordement 22 qui conduit à la tubulure d'admission 23 de la soufflante 16 actionnée par la turbine à gaz. Cette dernière soufflante envoie, également, son air sous pression dans la ohambre d'admission d'air 20 à travers sa tubulure de refoulement 24.
La figure 2 montre le circuit de l'admission, dans le moteur, de l'air refoulé par les deux soufflantes.
Pour tout le moteur, une chambre d'admission 20 est prévue, La tuyauteries 24 de refoulement de la soufflante 16 actionnée par turbine à gaz d'échappement débouche librement dans cette chambre d'admission. Au contraire, la communication entre la tuyauterie 19 de la soufflante actionnée mécaniquement et la chambre 20 d'admission de l'air dans les cylindres peut 'être fermée à l'aide d'un dispositif 25.
Dans 1-*exemple représenté aux dessins, ce dispositif 25 est
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constitué par des volets ou lames - pivotants disposés les uns à la suite des autres; il est établi de manière à s'ouvrir ou se fermer suivant qu'il existe une supression
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du cote de louff lante ou du c8té de là chambre 20 deadmisston de l'air; par conséquent, suivant les cas,, il établit ou ferme la communication entre la soufflante 13 actionnée mécaniquement et la chambre d'admission 20
La quantité d'air fournie par la soufflante 13 à la soufflante 15 passe à travers la tubulure sous pression 21 de la soufflante 13, la tuyauterie 22 et la tubulure d'aspiration 23 de la soufflante 15.
Le mode de fonctionnement du moteur représenté dans la figure 2 est le suivant
Lors du démarrage du moteur, la soufflante actionnée mécaniquement entre immédiatement en action, en raison de son accouplement avec le train denté. Elle débite donc immédia- tement de l'air sous pression et la pression de celui-ci détermine, automatiquement, l'ouverture du dispositif 25, de sorte qu'au moins, une partie de l'air sous pression fourni par cette soufflante parvient dans les cylindres, à travers la chambre 20 et les lumières d'admission 11. L'échappement se fait à travers les lumières 50. De la sorte, le démarrage du moteur et le balayage des cylindres sont assurés.
Un certain temps est nécessaire pour que la soufflante 15 actionnée par la turbine à gaz d'échappement atteigne une vitesse de rotation suffisante pour que l'air sous pression qu'elle fournit puisse surmonter sa propre résistance et celle due aux tuyauteries de raccordement et alimenter les cylindres.
Mais, lorsque la charge ou la vitesse de rotation du moteur augmente, la vitesse de rotation de cette soufflante augmente et, à partir d'un régime déterminé, elle donne de l'air à une pression plue élevée que celle de la soufflante 13; dès que la pression dans la chambre d'admission 20 est plus élevée que celle de l'air fourni par la soufflante 13dans les
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conditions de fonctionnement de cette soufflante, le dispositif 25 se ferme automatiquement et, à partir de oe moment, l'alimentation du moteur en air sous pression se trouve assurée en totalité par la soufflante 15;
alors, par suite de la disposition spéciale adoptée, la soufflante actionnée mécaniquement refoule tout l'air qu'elle produit dans la tuyauterie d'aspiration 23 de la soufflante 15, de sorte qu'elle coopère, également et entièrement, à l'alimen- tation du moteur à combustion interne en air sous pression et ce, seulement, en tant qu'organe de basse pression et d'alimentation de la soufflante actionnée par turbine à gaz d'échappements De la sorte, un fonctionnement complè- tement automatique est assuré, quel que soit le'régime de marche du moteur à combustion interne,
Si, brusquement, le moteur tourne à vide ou à faible/charge, la vitesse de rotation de la soufflante 15 actionnée par la turbine à gaz d'échappement tombe fortement et, d'autant plus, qu'alors,
la pression de l'air fourni par cette soufflante est inférieure à celle de l'air sous pression fourni par la soufflante 13 commandée mécaniquement, de sorte que l'air alors admis dans le moteur est fourni complètement ou presque complètement par la soufflante 13.
Dans la figure 2, un rotor centrifuge 26 de soufflerie est représenté dans'la soufflante 13 actionnée mécaniquement.
La figure 3 montre, partie en élévation, partie en coupe, une réalisation quelque peu différente d'un dispositif d'alimentation en air, à l'aide de deux soufflantes 13 - 15, d'un moteur à combustion interne dont les autres éléments correspondent à ceux du moteur de la figure 2.
Tout d'abord, dans la tuyauterie 19 de refoulement de la soufflante 13 un papillon 27 estdisposée au moyen de ce papillon, la quantité d'air sous pression passant dans la chambre 30 d'admission de l'air au moteur peut être
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réglée, En plus, un dispositif de fermeture 25 à fonction- nement automatique, constitué, ici, par des volets ou lames pivotants, est également monté du Côté de la chambre 20 d'admission de l'air dans le moteur; lorsque la pression est plus élevée dans cette chambre 20 que dans la tuyauterie de refoulement 19 de la soufflante 15, ce dispositif 25 .se ferme automatiquement.
Un dispositif de fermeture 28, ici, constitué par un papillon, est également monté dans la tuyauterie de refoulement 22 oonduisant à l'ouie d'aspiration de la soufflante 15; grâce à ce papillon, la quantité d'air refoulé par la soufflante 13 dans la soufflante 15 peut 'être réglée à volonté, ou même, réduite à zéro. Dans un raccord
29' de la tubulure d'aspiration de la soufflante 15 ouvert librement dans l'atmosphère, un second dispositif de fermeture 29 est aussi prévu; ici, ce dispositif est, également, constitué par un papillon. Suivant la position de ce papillon
29, la soufflante 15 peut aspirer dans l'atmosphère, soit en totalité, soit en partie.
Dans le premier cas, il est opportun d.e fermer le papillon 28, le papillon 29 étant, alors, placé dans sa position d'ouverture totale; alors, tout l'air refoulé par la soufflante 13 passe, à travers la tuyauterie19 dans la chambre 20 du dispositif d'admission de l'air dans le moteur à combustion interne. Pour assurer, dans ces conditions, une manoeuvre automatique correcte des deux papillons 28- 29, ceux-ci peuvent être reliés ensemble par une bielle 30 d'accouplement et de manoeuvre et un organe de commande 30' agit directement sur l'un de ces papillons.
En outre, dans la tuyauterie de refoulement 24 .de la soufflante un dispositif de fermeture 31 est monté, ce dispositif étant, ici, encore constitué par un papillon. A l'aide de celui-ci, la quantité d'air refoulée par la soufflante 16 dans la chambre 20 du
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dispositif d'admission d'air dans le moteur peut être réglée ou coupée complètement.
Un dispositif 32 de fermeture automatique de la communication entre la chambre 20 précitée et la,tuyauterie de refoulement 24 est prévu; ici, ce dispositif 32 est constitué par des volets montés les uns à la suite des autres et disposés de manière telle que, dans le cas ou la soufflante 15 aspire dans l'atmosphère en donnant une pression dé refoulement qui n'est pas aussi grande que celle produite par la soufflante 13, ces volets 32 se ferment automatiquement du côté de la soufflante 15, c'est-à-dire, en coupant la communication avec cette soufflante,, Quand la pression produite par la soufflante , 15 est égale ou supérieure à'oelle régnant dans la tuyauterie 19 de la soufflante 13, ce dispositif de fermeture 32 s'ouvre automatiquement,
.Egalement, lorsque la pression produire par la soufflante 15 devient supérieure à celle produite par la,soufflerie 13, les olapets de fermeture 25 se ferment et tout l'air sous pression admis dans le moteur 7'est fourni par la soufflante 15, Le fonctionnement des papillons de fermeture 27- 31 est assuré par des organes de commande-03 34 Les tiges de commande 30'- 33- 34 des divers organes de fermeture et de réglage peuvent être accouplés les uns aux autres de toute manière appropriée afin que les circuits de l'air puissent toujours 'être réalisés de la manière voulue et propre au fonctionnement du moteur,, En particulier, si le papillon 27 est fermé, le papillon 31 doit être ouvert et inversement, ce qui est indiqué par les sens des flèches du dessin.
Le dispositif de manoeuvre des organes de commande 30', 33, 34 peut, également, 'être accouplé, d'une manière non figurée aux dessins, avec le dispositif dé réglage du combustible ou de réglage du régime du moteur à combustion interne, Les dispositifs de fermeture automatique 25- 52 peuvent,
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également, *être établis de manière telle qu'il soit possible de les ouvrir ou de les fermer complètement, au moins, temporairement.
Dans la figure 4, une autre variante de réalisation de l'invention est représentée. En opposition aux figures 2 et 3 où la soufflante actionnée mécaniquement est constituée par une soufflante centrifuge, ici, une oagniardelle ou soufflante à hélice 35 refoulant axialement est utilisée.
Celle-ci est actionnée par l'arbre manivelle 10 par l'intermédiaire d'un mécanisme de changement de vitesse 36.
Avec cette disposition, la vitesse de rotation de la souf- flante à hélice peut être modifiée pour mieux correspondre aux besoins des divers régimes de charge et de rotation du moteur et, en particulier, pour permettre de pouvoir aotionner la soufflante à une vitesse plus grande, lors du démarrage du moteur. La manoeuvre de ce mécanisme de changement de vitesse, c'est-à-dire, le réglage à des vitesses diverses,de la soufflante à hélice, peut être effectué à la main ou à l'aide du dispositif de réglage de l'admission du combustible dans le moteur ou du dispositif de réglage du moteur. Le réglage des quantités d'air refoulées par les deux soufflantes 13 et 15 est, également, quelque peu différent.
La capacité 20 délivrant l'air sous pression auxdispositifad'admission de cet air dans les cylindres du moteur à combustion interne est, ici, divisée en trois compartiments 20, 20',20'', Ces compartimente sont séparés les uns des autres par des oloisons 37- 38; chacun d'eux est pourvu, d'au moins, un organe de fermeture 39, ici,constitué par une soupape soumise à l'action d'un ressort monté de manière telle que cet organe s'ouvre, seulement si la pression due à la soufflante 15 actionnée par turbine à gaz d'échappement est plus élevée que celle produite par la soufflante 13 dans
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les conditions de fonctionnement correspondantes.
Dans ce but, la, tuyauterie de refoulement 24 de la soufflante 15 est reliée, par une tuyauterie 40, au compartiment 20' et une tuyauterie 41 au .compartiment 20'', En outre, entre la tuyauterie 19 de la soufflante 13 et le compartiment 20, un dispositif 25 similaire celui de la figure 2, assure automatiquement une fermeture de la communication entremette tuyauterie et ce compartiment lorsque la pression dans ce dernier est supérieure à celle donnée par la soufflante 13,
Le mode de fonctionnement d'un moteur conforme à celui de la figure 4 est le suivant :
S'il existe, seulement, une cloison 37 pourvue d'un organe de fermeture automatique 39, la tuyauterie 24 de la soufflante 15 est reliée, par la tuyauterie 40 au compartiment 20' du dispositif d'admission de l'air sous pression.
Dans ce cas, pour le démarrage du moteur, seuls, par exemple, les cylindres 5 et 6 peuvent recevoir du combustible par les tuyauteries 42 tandis que les cylindres 1 à 4 fonotionnent tout d'abord sans combustible.
La soufflante 13 est constituée et dimensionnée de manière telle qu'elle fournit suffisamment d'air de balayage et de charge pour les cylindres 5 et 6. Ainsi, même lors du démarrage, ces deux cylindres travaillent correctement,.
Suivant le réglage du papillon 28, une partie de l'air refoulé par la soufflante 13 est envoyée à la soufflante 15 et lorsque la vitesse de la turbine à gaz d'échappement 14 augmente la pression de refoulement de la soufflante 15
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s élève progressivement et, jl un moment donné, prend une valeur plus élevée que celle 'de la pression de refoulement de la soufflante 13, Ceci se produit d'autant plus rapidement que le papillon 28 est porté plus rapidement dans sa
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position drouvértureotale et, ainsi, la soupapé 39
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s'ouvre du coté du compartiment 20 d'admission de l'air et les volets 25 se ferment automatiquement ooupant la communication de ce compartiment avec la tuyauterie 19 de la soufflante 13.
A partir de ce moment, la soufflante 13 envoie, dans la soufflante 15, la totalité de l'air qu'elle refoule et, par la tuyauterie40, cette soufflante 15 fournit tout l'air de balayage et de charge nécessaire au moteur à combustion interne,
Comme cela est indiqué en traits pointillés, deux cloisons 57-38 peuvent être établies pour délimiter trois compartiments 20, 20', 20'' et ces cloisons sont pourvues de soupapes anti-retour 39 et une tuyauterie .41 envoie l'air de la soufflante 15 dans le compartiment 20'' d'admission d'aire dans ce cas, le refoulement de cette soufflante 15 est réduit encore plus fortement lors du démarrage et du fonctionnement à faible charge, du fait que l'air de balayage et de charge doit être fourni d'abord aux cylindres 1 et 2 et, plus tard, seulement, également, aux cylindres 3 et 4,
lorsque l'organe 39 monté dans la cloison 38 et non représentée dans le dessin- s'ouvre.
Dans ce cas, la vitesse de rotation de la soufflante 15 actionnée par la turbine à gaz d'échappement croît plus rapidement, de sorte que cette soufflante peut fournir plus rapidement tout l'air sous pression, car, dans le cas d'une soufflante à roue aubée, pour de faibles débits de refoulement, la puissance absorbée est plus petite.
Dans ce cas de mises en travail successives des cylindres du moteur, les canalisations 42 d'alimentation en combustible de ces cylindres sont mises en aotion successi- Yement; ces mises en action successives de ces canalisations peuvent être effectuées à la main direotement ou par l'entremise de servo-moteurs par le dispositif de mise
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en marche du moteur, Ces mêmes mises en action successives de ces canalisations 42 peuvent aussi être opérées automatiquement, par exemple, pour les canalisations d'alimentation en combustible des cylindres 5 et 6 par le disposisif de mise en marche du moteurs pour les canalisations d'alimentation en combustible des cylindres let 2 par l'intermédiare d'un organe auxiliaire;
oet organe auxiliaire peut être, par exemple, commandé par des volets similaires aux volets 32 de la tuyauterie 24 de la soufflante 15 de la figure 3, volets montés dans cette tuyauterie 24 ou la tuyauterie 41 et réglés de manière à prendre une position déterminée d'ouverture partielle lorsque la pression dans la tuyauterie 24 a atteint la valeur voulue pour la mise en travail des cylindres 1 et 2, L'organe auxiliaire précédent peut, également, assurer la mise en action automatique des cana- lisations d'alimentation en combustible dès cylindres 3 et 4;
à cet effet,cet organe commandé par les volets montés dans la tuyauterie 24 ou la tuyauterie 41 ouvre ces canalisations lorsque ces volets arrivent dans une seconde position déterminée d'ouver- ture partielle de cette tuyauterie, positionneur laquelle la pression dans la tuyauterie 24 atteint une seconde valeur défera minée appropriée à la mise en travail des cylindres 9 et 4.
La mise automatique en travail de ces mêmes cylindres 3 et 4 pourrait, également, être réalisée à l'aide d'un organe commandé par la soupape 39, non représentée, montée dans la cloison 38 organe provoquant l'ouverture des canalisations 43 d'alimentation en combustible des cylindres 3 et 4 lorsque cotte soupape 39 est portée dans sa position d'ouverture,
Aussi bien dans les figures 1 à3 que dans la figure4, les tuyauteries des gaz d'échappement conduisant à la turbine 14 sont au nombre de deux, dont l'une, 43 reçoit les gaz d'échappement des cylindres 1, 2,3 et l'autre, 44, les gaz d'échappement des cylindres 4, 5, 6.Le but de cette disposition est exposé ci" après,
à propos de la description des figures 8 à 10,
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.Les figures 5 et 6 se rapportent à une application de la présente invention à un moteur à combustion interne à quatre temps à douze cylindres et d'un mode de réalisation particulier.
Les cylindres de ce moteur sont disposés en deux rangs 1, 2,3,4, 5,6 pour l'un et 1', 2', 3', 4', 5', 6' pour l'autre est ces deux rangs dé cylindres sont montés en Va Dans ce moteur,, pour chaque rang de cylindres, ily a une soufflante actionnée par turbine à.gaz d'échappement, soufflante 15 pour un rang, soufflante 15' pour l'autre; ces deux soufflantes, sont disposées à la mme extrémité du moteur; chacune de ces soufflantes est actionnée par une turbine à gaz d'échappement, 14 pour l'une, 14' pour l'autre et indépendamment de toute liaison mécanique avec les organes mobiles du moteur à combustion Interne.
La particularité du moteur de cet exemple consiste dans le fait qu'il ne compte qu'une soufflante 13 actionnée mécaniquement par l'arbre mani- velle 10 du moteur, par exemple, par l'intermédiaire d'engrena- ges 16 et 17 et d'un renvoi par ohaine 36' cette soufflante refoule, d'une part, au moyen de ses tubulures 19 , 19' et par l'intermédiaire de tuyauteries 45,45' dans les tuyauteries d'admission 20 ,20' des deux range de cylindres 1 à 6 et 1' à 6' } des dispositifs de fermeture 25,25' à fonctionnement automatique sont, également, disposés sur ces trajets de l'air, par sa tubulure de refoulement 21, la soufflante 13 envoie directement une partie de son air de refoulement dans les tuyauteries 22, 22' et les raccords 23,23' d'admission de l'air dans les soufflantes 15, 15'.
Les collecteurs 43. 44 d'une part, 43',44' d'autre part, d'échappement des gaz des divers cylindres, sont agencés cylindres par groupes de trois et les collecteurs de ces divers groupes débouchent, séparément des autres. dans l'une des turbines à gaz d'échappement 14 ou 14'.Le fonctionnement d'unmoteur ainsi établi
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est tel, qu'au démarrage, ou à faible charge, la soufflante 13 actionnée mécaniquement, refoule sonair sous pression dans les cylindres du moteur à travers les tuyauteries 45, 45' les organes'86 , 25' à fonctionnement automatique et les compartiments 20, 20' d'admission de l'air dans le moteur, D'autre part, une autre partie de l'air refoule par la soufflante 13 est envoyée à travers les tuyauteries 22,
33' aux tubulures 23 23' d'admission de l'air dans les souf- flantes 15, 15', Seulement,-lorsque ces deux soufflantes 15 15' donnent de l'air à une pression plus élevée que celle de l'air débité par la soufflante 13 à travers les organes de fermeture 25, 25' dans les tuyauteries 20, 20' d'admission de 2 air dans le moteur, .les organes de fermeture 25, 25' se ferment automatiquement et tout l'air refoulé par la soufflante 13 est reçu par les soufflantes 15, 15' et envoyé par celles-ci, sous pression surélevée, dans les tuyauteries 20, 20' d'admission.
de l'air dans le moteur à combustion interne,
Par les groupements déterminés, ci-dessus décrits, des tuyauteries d'échappement des gaz des divers cylindres qui aboutissent par des collecteurs distincts en des points distincts des turbines à gaz d'échappement 14, 14',il est possible d'obtenir, pour une valeur déterminée du volume de ces tuyauteries et collecteurs d'échappement de gaz et pour des valeurs déterminées des sections d'entrée des collecteurs dans les turbines, des oscillations de pression importantes en avant de ces turbines à gaz d'échappement, oscillations qui sont particulièrement favorables à un balayage des cylindres du moteur* Grace à la formation correcte ou à la réalisation correcte de ces oscillations ou chutes de pression agissant sur les turbines,
l'énergie des gaz d'échappement qui est nécessaire pour le fonctionnement des soufflantes actionnées par les turbines entraînées par ces gaz et pour la compression
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de l'air de balayage et le renforcement du balayage-est utilisée correctement.
Les gaz d'échappement quittent les deux turbines à gaz d'échappement 14, 14' par les tuyauteries 46 , 46',
Figure 7, les charges du moteur sont portées en abscisses et les pressions en ordonnées; cette figure montre les diagrammes des pressions produites par les deux soufflantes 13 et 15. Po est la pression atmosphérique. pl est la pression de refoulement de la soufflante actionnée mécaniquement par le moteur à combustion interne; conformé- ment à l'invention, celle-ci ne doit pas varier trop fortement dans toutes les limites des puissances développées par le moteur, Dans l'exemple représenté, elle décroît quelque peu lorsque la charge augmente.
Son allure dépend, notamment, de la caractéristique pour des débits variables de la soufflante 13, est la pression moyenne des gaz d'éohappement en avant de la turbine à gaz d'échappement 14, Pour de faibles charges, celle-ci est relativement faible et, ensuite, elle croît progressivement, notamment en raison de la température plus élevée des gaz d'échappement
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et de la charge renforcée d'air et de combustiblournie au moteur lorsque la puissance développée par ce dernier augmente. Le diagramme p3 est celui de la courbe des pressions de l'air comprimé par la soufflante 15 lorsque celle-ci aspire directement dans l'atmosphère.
Lorsque la puissance développée par le moteur est nulle ou faible, cette pression est, pour ainsi dire, nulle, mais, ensuite, pour un bon rendement de la turbine à gaz d'échappement, elle croît, plus rapidement que la pression moyenne p2 régnant en avant de la turbine à gaz d'échappement et nécessaire pour le fonctionnement de la soufflante.
Au point A, les deux pressions p2 et p3 sont égales et, pour
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............ -1 . une charge plus forte du moteur, la pression p3 de l'air
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comprimé par la soufflante 15 est supérieure à la pression moyenne p2 en avant de la turbine, Mais, si maintenant et, conformément à l'invention, les deux soufflantes de surali- mentation 13, 14 travaillent ensemble de telle sorte que la soufflante 13 refoule, tout d'abord, partiellement et, ensuite, complètement, dans la tuyauterie d'admission de la soufflante 15, la pression dans la tuyauterie de refou- lement 24 de cette soufflante s'élève de la manière indiquée par le diagramme P4 autant qu'il n'existe aucun étranglement de section dû, par exemple, au papillon de fermeture 28.
Si un étranglement existe dans la tuyauterie 24, la pression dans cette tuyauterie 24 s'établit à une valeur inférieure P5 dont un diagramme est également donné à titre d'exemple dans la figure 7.
Suivant ce mode de fonctionnement,, à partir d'un certain moment, la pression dans la tuyauterie 24 s'établit à une valeur égale à celle de la pression dans la tuyauterie 19 de la soufflante 13, Cet instant est marqué en B dans la figure 7, Lorsque la charge du moteur augmente, la pression de l'air refoulé par la soufflante 15 s'élève également et à un moment donné, le dispositif 25 de fermeture; automatique de la tuyauterie de refoulement 19 ferme cette tuyauterie ;
à partir de ce moment, tout l'air comprimé par la soufflante 13 est conduit à la soufflante 15 et celle-ci envoie l'air surpresseé à travers la tuyauterie de refoulement 24 dans la chambre 20 du dispositif d'admission de l'air dans le moteur à combustion interne;alors, cette chambre reçoit uniquement l'air,de cette soufflante 15.
Oette modification dans les circuits d'air des soufflantes est marquée par le point 0 de la figure 7; cette modifioa'tion produite, la pression dans la chambre 30 croît suivant la portion C- D du diagramme de la figure 7, puis la valeur p4 de la pression dans la tuyauterie 24 prend les
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valeurs représentées par la courbe P4 de cette figure 7; la pleine pression de balayage et de suralimentation due à la coopération des soufflantes 13 et 15 travaillant, alors, uniquement en série, est réalisée et disponible pour le fonctionnement du moteur à combustion interne.
Les figures 8 et 9 donnent, en outre, les diagrammes des pressions à la sortie* des deux soufflantes 13 15 et en avant de la turbine à gaz 14 pour une charge déterminée et pendant une rotation de l'arbre¯manivelle d'un moteur à combustion interne à deux temps 7du type de la figure 2.
Ces-figuras se rapportent au passage des gaz d'échappement provenant du moteur 7 à combustion interne à six cylindres dans lequel la position du maneton de chacun des cylindres et le sens de rotation de l'arbre manivelle sont représentés dans la figure 10 et les tuyauteries d'échappement des gaz des divers cylindres étant groupées entre elles de la manière représentée dans la figure 2.
Avec cette disposition, chaque cylindre envoie ses gaz d'échappement dans un collecteur commun seulement à plusieurs cylindres de ce moteur, les cylindres reliés à ce collecteur étant choisis de manière telle que les gaz d'échappement de chacun d'eux ne puissent troubler l'action du balayage dans les cylindres qui sont raccordés à ce m'orne collecteur, la section d'entrée de ce collecteur dans la turbine à gaz d'échappement étant distincte des sections d'entrée des collecteurs d'échappement des autres groupes de cylindres du mme moteur.
En outre, les dimensions et le volume de chacun de ces collecteurs d'échappement des gaz et des tuyauteries d'échappement raccordées avec lui ainsi que les sections d'entrée de ces collecteurs dans la turbine correspondante sont telles que, au commencement du temps de l'échappement, la pression en avant de la turbine excède la pression totale de surali- mentation due aux¯deux soufflantes, mais,que, pendant la période de balayage, cette pression se rapproche le plus
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possible de la pression atmosphérique.
Comme dans l'exemple représenté, il s'agit d'un moteur à deux temps à six cylindres dans lequel un échappement a lieu à chaque sixième de tour de l'arbre manivelle, les tuyauteries d'échappement des cylindres 1, 2, 3, et 4, 5, 6 dont les temps d'échappement sont décalés de 1200 les uns par rapport aux autres sont réunies en deux groupes qui envoient leurs gaz d'échappement respectivement dans l'un des deux collecteurs distincts 43 ou 44.
Grâce à la pression finale de compression de l'air envoyé dans les cylindres et due à la ooopération de la soufflante actionnée mécaniquement avec la soufflante actionnée par, turbine à gaz d'échappement, pression qui est, par conséquent, surélevée, les cylindres peuvent tre balayés plus efficacement aux régimes des plus fortes charges.
La pression moyenne P23 des gaz d'échappement provenant des oylindres 2,1,3 et débouchant dans le collecteur d'échap0 pement 43 et la pression instantanée P2' de valeur fortement oscillants de ces mtmes'gaz dans ce méme collecteur sont représentées par les diagrammes de la figure 8 et celles correspondantes P2 et P2 pour le collecteur 44 des gaz d'échappement prevenant des cylindres 4, 6,
5 sont représentées dans la figure 9 par les courbes P2 et P2"Les lignes P2 représentent donc la valeur moyenne des pressions p et P2 des gaz d'éohappement. P1 est la pression de refoulement de la soufflante actionnée mécaniquement et p4 est la pression finale résultant de la coopération de la soufflante actionnée mécaniquement avec la soufflante actionnée par turbine à gaz d'échappement.
Cette pression est plus ou moins constante suivant que, entre la soufflante 15 et les organes d'admission de l'air dans le moteur à combustion interne, une capacité de volume relativement plus ou moins grande est interposée,
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Comme le montrent les figures 8 et 9, une phase E-F utilisable comme phase de balayage de durée relativement grande, est obtenue dans chaque cylindre, grâce au mode de travail indiqué. Pour mettre en évidence la commande des organes d'admission et d'échappement dans un moteur établi conformément à la présente invention, au bas de la figure 8, les temps d'ouverture correspondant aux cylindres 2,1,3, ' ont été indiquésen grostraits.
Lestraits supérieurs G-H indiquent les positions de la manivelle correspondant au temps d'ouverture des organes d'échappement de ces cylindres..
Les traits inférieurs J-K montrent, au contraire, les temps d'ouverture des organes d'admission des m'ornes cylindres
2, 1, 3.Les gaz d'échappement de ces cylindres sont recueillis dans un méme collecteur et dans une méme chambre spéciale d'une turbine à gaz d'échappement. Les positions des points morts des pistons des cylindres 3, 1 et 3 corres- pondent pour des calages des manivelles à 60 , 180 , 3000aux positions représentées dans la figure 10. La distribution est établie de manière telle que les organes d'échappement du cylindre 1 commencent à s'ouvrir environ 20 après le passage au point mort de la manivelle du cylindre 2.
L'ouverture est maintenue jusqu'à un peu plus de 300 du point mort inférieur du cylindre 1, Si, maintenant, comme cela est recommandé, le volume de chaque collecteur d'échappement et des tuyauteries d'échappement raccordées à ce collecteur est relativement petit et si, également, la section d'entrée correspondance de ce collecteur dans la turbine est aussi relativement petite, la pression P2 dans la tuyauterie 43 s'élève très rapidement et, cela, dans l'exemple représenté, au-delà de la valeur de la pression de refoulement P4 due aux deux soufflantes 13-16 travaillant en série suivant ce mode de fonotionnement.
Après avoir atteint sa valeur maxima, la pression tombe,
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de telle sorte/que, au voisinage du point mort du cylindre 1 ou, après ce point mort, elle atteint son minimum qui doit 'être aussi voisin que possible de la valeur de la pression atmosphé- rique pour s'élever ensuite, à nouveau, rapidement, peu après l'ouverture de l'organe d'échappement du cylindre 3. De l'allure de la courbe de la pression P2 des gaz d'échappement et de la courbe de pression de l'air P4' on voit que, aux points E-F, ces pressions sont égales.
Entre lés pointa E et F où la surface hachurée correspond aune différence de pressions, la pression P2 des gaz d'échappement est plus petite que la près- sion totale de, suralimentation P4. Pendant . cette période, le cylindre correspondant du moteur peut donc être balayé à la pression de suralimentation P4' alors que les organes d'éohap- pement et d'admission de ces cylindre sont ouverts simultané- ment, Pratiquement, les organes d'admission de chaque cylindre sont maintenue ouverts pendant que la manivelle correspondant à ce cylindre tourne de l'angle correspondant à la ligne J-K.
Comme cela est représenté dans la figure 8, les organes d'échap- pèment sont fermés au moment du passage de la manivelle au point H c'est-à-dire un peut plus tôt que les organes d'admis- sion qui sont fermés.au point k, de sorte que, après la ferme- ture de l'organe D'échappement, une bonne/suralimentation du cylindre est assurée.
Fige 8, L- M représente donc chaque période de balayage, le point ± correspondant au point marquant le début de l'admission, et le point M au point !!,. marquant la fin de l'échappement*
Un moteur établi conformément à l'invention présente de nombreux avantages parmi lesquels il y a lieu de signaler les suivants ;.Au démarrage et à faible charge du moteur, le balayage et la suralimentation de celui-ci sont mieux assurés que dans un moteur ordinaire et, aux charges élevées, la pression de balayage et la pression de suralimentation sont plus élevées que dans un moteur suralimenté de type connu.
En. outre,à toutes les chargés du moteur,les deux sourfflantes /
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travaillent parfaitement et sensiblement en correspondance à leur capacité de refoulement, Une soufflante à roues à aubes actionnée par une turbine à gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne présente l'inconvénient de ne pouvoir donner qu'un faible débit, lorsque sa vitesse de rotation est faible, ainsi que cela a lieu au moment du démarrage et pour les faibles charges du moteur. Au contraire, conformément à la présente invention, il est possible de fournir au moteur, même dans ces conditions de fonctionnement,, une grande quantité d'air de balayage et de suralimentation et cela à une pression basse, mais suffisante.
Malgré les exigences diverses auxquelles il faut satisfaire pour la suralimentation du moteur en air au démarrage, aux faibles régimes et aux fortes charges, à tous ces régimes de marche,, cette suralimentation se trouve toujours assurée, grâce aux modifications réalisées dans les circuits de l'air sous pression et obtenues automatiquement sans reoourir à une action extérieure, Comme la soufflante actionnée mécaniquement ainsi que celle actionnée par turbine à gaz d'échappement ont à débiter les grandes quantités d'air correspondant à leurs capacités de refoulement, au démarrage et à tous les régimes, le grave incon- vénient du pompage si préjudiciable au fonctionnement des moteurs et qui, autrement, se produit aux très faibles débits, se trouve évité complètement.
Enfin, en raison du balayage plus long et à pression plus élevée réalisé dans un moteur conforme à la présente inven- tion, la température des aubes de la turbine (ou des turbines) actionnée(s] par les gaz d'échappement est inférieure à celle des aubes d'une turbine actionnée par les gaz d'échappement d'un moteur similaire suralimenté de type connu; de la sorte, la turbine (ou les turbines) à gaz d'échappement d'un moteur con- forme à la présente invention fonctionne(nt) dans des conditions améliorées; c'est là un avantage particulièrement intéressant, notamment, en ce qui concerne l'application de la présente invention à des moteurs-à combustion interne dans. lesquels la température des gaz d'échappement est très élevée.
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PATENT.
SUPERCHARGED INTERNAL COMBUSTION ENGINE.
The present invention relates to a supercharged internal combustion engine. According to the present invention, in an engine of this kind, at least one fan actuated mechanically by the engine itself or by an independent power source is established and made in such a way that it provides a load which, on the one hand, is sufficient for starting the engine or its operation at small loads and, on the other hand, corresponds, for higher loads or (and) higher rotational speeds of the engine, to the whole
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quantity of air that can be sucked in by at least a second blower driven by a gas turbine receiving only the exhaust gases from the engine and, otherwise, independent of the latter,
this second fan being able to supply the engine with all the pressurized air necessary for its operation at these higher loads @, this air being, moreover, overpressed.
The assembly can be produced in such a way that, at start-up and at low loads or at low engine rotation speeds, the mechanically actuated fan sends at least part of the air which it forces back into the piping. suction of the blower driven by the exhaust gas turbine and that the remaining part of the air discharged by this first blower is sent directly to the device for admitting the air into the working cylinders of the engine.
In order to automatically obtain these modifications of the circuits of the air supplied by the mechanically actuated blower, between this blower and the device for admitting air to the cylinders of the engine which is connected directly to the blower, closing devices operating can be fitted, these devices closing automatically when the discharge pressure of the exhaust turbine driven blower increases and reaches a certain value, the mechanically actuated blower then sending all the air it discharges into the fan powered by an exhaust gas turbine and the latter then sending this air at high pressure into the device for admitting the air into the cylinders of the engine ,.
It is also possible to create an installation in which, between the discharge piping of the blower driven by the exhaust gas turbine and the discharge piping of the mechanically operated blower, piping opening into separate spaces
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of the air intake device in the cylinders of the engine, at least one device for automatic closing of the existing communication with this device is mounted, this device closing for increasing loads of the engine and corresponding to a discharge pressure of the exhaust gas turbine driven blower which is increased with respect to the discharge pressure of the mechanically operated blower,
so that the fraction of load discharged by the blower driven by the exhaust gas turbine increases, In this case, the device can be such that, when starting the engine or for operation of the latter at small loads, only work , with fuel injection, the cylinders which are first supplied with sufficient purging and / or charging air by the mechanically operated blower, while the other cylinders, which are charged or swept by the air from the blower driven by an exhaust gas turbine, only then work, with fuel injection, when they are also sufficiently swept or loaded,
The realization can, again, be such that, only,
from a determined engine load for which the flow rate of the blower driven by the exhaust gas turbine is sufficient for this load, the circuits of the air discharged by the mechanically actuated blower are modified in such a way that this blower sends all of the air that it delivers into the blower operated by the exhaust gas turbine., The device for adjusting the communication between the two blowers can be actuated by hand or by a regulator, or by the fuel regulator supplied to the engine.
In polyoylindrical engines, the exhaust gas pipes of various cylinders, whose exhaust and purge times do not interfere with each other, can be connected to a manifold leading to, at least,
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an exhaust gas turbine, all the cylinders of the engine being, thus, united in groups, and the manifolds / exhaust of these various groups having separate inlets in the turbine and the dimensions and volumes of these various pipes and manifolds as well as their corresponding entry sections into the gas turbine being such that, for each group of cylinders thus formed, at least, at high engine loads and at the start of each exhaust stroke,
the pressure in front of the turbine exceeds the total supercharging pressure due to the two blowers and that, during the purging time, this pressure drops as much as possible to the vicinity of atmospheric pressure, so that the corresponding cylinder is swept efficiently, and without causing disturbance due to the exhaust times of the other cylinders, and by pressurized air supplied by the mechanically actuated blower and the exhaust turbine actuated blower and working together ,
In addition, the installation can be established in such a way that the pressure of the air delivered by the mechanically actuated blower is always greater than the back pressure due to the retention in the cylinders,
the exhaust pipes and manifolds and the inlet section in the exhaust gas turbine, so that, even when starting the fan driven by the exhaust gas turbine and at low speeds of rotation of the latter , a return of exhaust gas from the turbine to the cylinders of the engine is made impossible and, this adorns me during the scanning period corresponding to the simultaneous opening of the intake and exhaust organs in the engine cylinders. Further, this arrangement has advantages if at high engine loads the exhaust gas turbine driven fan is set up such that its discharge pressure is higher than that of the mechanically operated fan.
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In order to produce a motor with reversal of the direction of travel and without a fan reversing device, according to the present invention, the fan actuated mechanically by the motor can be set up in the form of a centrifugal fan with radial vanes and without fixed diffuser blades.
In order to be able to modify the proportion of the pressurized air delivered by the mechanically actuated blower and sent directly to the blower actuated by the exhaust gas turbine, a member for restricting or closing the pipe connecting these two blowers can be mounted in this pipe, Also, in front of the blower driven by the exhaust gas turbine, an opening and closing device can be mounted in a suction pipe of this fan opening into the atmosphere , to allow this blower to draw directly into the atmosphere. But, in this case,
the installation must be such that the atmospheric air intake piping in this blower can be closed on the side of the mechanically actuated blower and the outlet piping of the blower actuated by an exhaust gas turbine and ending to the device for admitting air into the cylinders of the engine is provided with an automatic or manual shut-off device, This, so that the mechanically actuated blower can supply air to the cylinders of the engine despite a lower pressure of the air supplied by the fan driven by the exhaust gas turbine. With this embodiment of the invention, the fan driven by the gas turbine can, on its own, supply the engine at high loads.
Instead of rigidly coupling the mechanically actuated blower and the engine, this blower can also be actuated by the engine, via a speed change mechanism making it possible to obtain,
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at start-up and at low engine loads, purge air and boost pressure higher or modify, between certain limits, the final discharge pressure of the air due to the cooperation of the two blowers.
From a constructive point of view, mounting the two blowers at one end of the motor has advantages. Preferably, the mechanically actuated blower is driven by the crankshaft or crankshaft of the engine, while the gas turbine actuated blower is disposed above and at the exhaust pipes of the engine cylinders. ,
As an auxiliary power source for driving the mechanically operated blower, any power source can be used,
the power which can be supplied by the supercharged engine itself or by a source of energy completely independent of the latter
The present invention allows two-stroke supercharged engines to be produced just as well as four-stroke supercharged engines. As a mechanically driven blower or as an exhaust turbine driven blower, single or multi-stage radial-acting centrifugal or propeller blowers can be employed.
The accompanying drawings, given by way of example and which do not in any way limit the scope of the present invention, relate to engines established in accordance with the principles defined above.
In these drawings;
Figure 1 is a vertical cross section taken through a two-stroke internal combustion engine operating in accordance with the invention.
Figure 2 is a -view, part in elevation
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longitudinal part in partial section of the engine of FIG. 1.
Figure 5 shows, on a larger scale, part in elevation, part in section, an installation variant of the turbo-blowers of the engine of figure 2.
Figure 4 is a longitudinal view, partly in elevation, partly in section, of an engine showing certain differences compared to the engines of Figures 2 and 3,
FIGS. 6 and 6 relate to a four-stroke engine, FIG. 5 being a view in longitudinal elevation of this engine and FIG. 6 a side view of the same engine.
Figure 7 shows examples of pressure diagrams in blowers of both types and in the exhaust gas turbine.
Figures 8 and 9 give examples of pressure diagrams in the exhaust gas pipes of a six-cylinder two-stroke engine.
Figure 10 shows the corresponding positions of the crankshaft crank pins.
In these various figures, the reference marl signs designate the element marls.
In Figures 1 to 4, 1,2,3,4,5 and 6 denote the cylinders of an internal combustion engine mounted on a frame 7.
Figure 1, the piston 8 of cylinder 1 is shown in section; the power received by this piston is transmitted, by the ball 9, to the crank shaft 10. The engine of this figure is a two-stroke engine in which the scavenging air and the air of the load are admitted through lights 11 provided in the cylinder;
the exhaust of the gases is regulated by an exhaust valve 12 mounted in the cylinder oulasse,
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According to the invention, a blower 13 'is mechanically actuated by the internal combustion engine and a blower 15, driven not mechanically by this internal combustion engine, is established to be actuated by the exhaust gases which exit at through pipes 43 and 44- supplying an exhaust gas turbine 14 coupled with this fan 15.
According to FIG. 1, the fan 13 is actuated by the crank shaft 10 of the motor, by the intermediary of a toothed train made up of three gears 16, 17 18, in such a way that this fan already has a speed of high rotation, even at slow engine running. The blower 13 delivers its pressurized air, on the one hand, directly through the pipe 19 into a chamber 20 of a device for admitting air into the cylinders of the engine, a device which, here, comprises lights 11 open freely in this chamber for the passage of air in the cylinders.
The mechanically actuated blower 13 is also provided with a tubing 21 and a connection pipe 22 which leads to the intake tubing 23 of the blower 16 actuated by the gas turbine. This latter blower also sends its pressurized air into the air intake chamber 20 through its delivery pipe 24.
Figure 2 shows the circuit of the admission, in the engine, of the air discharged by the two blowers.
For the entire engine, an intake chamber 20 is provided. The delivery pipes 24 of the fan 16 actuated by the exhaust gas turbine open freely into this intake chamber. On the contrary, the communication between the pipe 19 of the mechanically operated fan and the chamber 20 for the admission of air to the cylinders can be closed by means of a device 25.
In 1- * example shown in the drawings, this device 25 is
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consisting of shutters or blades - pivoting arranged one after the other; it is established so as to open or close depending on whether there is a deletion
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on the side of louff lante or on the side of chamber 20 deadmisston from the air; therefore, depending on the case, it establishes or closes the communication between the mechanically actuated fan 13 and the inlet chamber 20
The quantity of air supplied by the blower 13 to the blower 15 passes through the pressure tubing 21 of the blower 13, the piping 22 and the suction tubing 23 of the blower 15.
The engine operating mode shown in figure 2 is as follows
When the engine is started, the mechanically actuated blower comes into action immediately, due to its coupling with the toothed train. It therefore immediately delivers pressurized air and the pressure of the latter automatically determines the opening of the device 25, so that at least part of the pressurized air supplied by this blower reaches in the cylinders, through the chamber 20 and the intake ports 11. The exhaust takes place through the ports 50. In this way, the starting of the engine and the scanning of the cylinders are ensured.
A certain time is necessary for the blower 15 driven by the exhaust gas turbine to reach a speed of rotation sufficient for the pressurized air which it supplies to overcome its own resistance and that due to the connecting pipes and to feed. the cylinders.
However, when the load or the speed of rotation of the engine increases, the speed of rotation of this fan increases and, from a determined speed, it gives air at a higher pressure than that of the fan 13; as soon as the pressure in the intake chamber 20 is higher than that of the air supplied by the blower 13 in the
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operating conditions of this fan, the device 25 closes automatically and, from this moment, the pressurized air supply to the engine is ensured entirely by the fan 15;
then, as a result of the special arrangement adopted, the mechanically actuated blower forces all the air which it produces into the suction pipe 23 of the blower 15, so that it cooperates, equally and fully, with the feed - tation of the internal combustion engine with pressurized air and this only as a low pressure member and supply of the blower actuated by an exhaust gas turbine. In this way, a fully automatic operation is guaranteed, regardless of the operating speed of the internal combustion engine,
If, suddenly, the engine runs at no load or at low / load, the rotational speed of the fan 15 driven by the exhaust gas turbine drops sharply and, all the more so, then,
the pressure of the air supplied by this fan is lower than that of the pressurized air supplied by the mechanically controlled fan 13, so that the air then admitted into the engine is supplied completely or almost completely by the fan 13.
In Fig. 2, a centrifugal blower rotor 26 is shown in the mechanically operated blower 13.
Figure 3 shows, partly in elevation, partly in section, a somewhat different embodiment of an air supply device, using two blowers 13 - 15, of an internal combustion engine, the other elements of which correspond to those of the engine in figure 2.
First of all, in the delivery pipe 19 of the blower 13 a butterfly 27 is arranged by means of this butterfly, the quantity of pressurized air passing into the chamber 30 for admitting air to the engine can be
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In addition, a shut-off device 25 with automatic operation, here constituted by pivoting flaps or blades, is also mounted on the side of the chamber 20 for air admission to the engine; when the pressure is higher in this chamber 20 than in the delivery pipe 19 of the blower 15, this device 25 closes automatically.
A closing device 28, here, consisting of a butterfly, is also mounted in the delivery pipe 22 leading to the suction port of the fan 15; thanks to this butterfly, the quantity of air delivered by the blower 13 into the blower 15 can be adjusted at will, or even reduced to zero. In a fitting
29 'of the suction pipe of the blower 15 open freely to the atmosphere, a second closure device 29 is also provided; here, this device is also constituted by a butterfly. According to the position of this butterfly
29, the blower 15 can draw in the atmosphere, either in whole or in part.
In the first case, it is appropriate to close the butterfly 28, the butterfly 29 then being placed in its fully open position; then, all the air discharged by the blower 13 passes, through the pipe 19 into the chamber 20 of the device for admitting the air into the internal combustion engine. To ensure, under these conditions, a correct automatic operation of the two butterflies 28-29, they can be connected together by a coupling and operating rod 30 and a control member 30 'acts directly on one of these. butterflies.
In addition, in the delivery pipe 24 .de the blower a closure device 31 is mounted, this device being, here again, constituted by a butterfly. Using this, the quantity of air delivered by the blower 16 into the chamber 20 of the
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air intake device in the engine can be adjusted or shut off completely.
A device 32 for automatically closing the communication between the aforementioned chamber 20 and the discharge pipe 24 is provided; here, this device 32 is constituted by flaps mounted one after the other and arranged in such a way that, in the case where the blower 15 sucks into the atmosphere, giving a discharge pressure which is not so great than that produced by the blower 13, these flaps 32 close automatically on the side of the blower 15, that is to say, by cutting off communication with this blower, When the pressure produced by the blower, 15 is equal or greater than that prevailing in the pipe 19 of the blower 13, this closing device 32 opens automatically,
Also, when the pressure produced by the blower 15 becomes greater than that produced by the blower 13, the shut-off valves 25 close and all the pressurized air admitted into the motor 7 is supplied by the blower 15. operation of the shutters 27- 31 is ensured by actuators-03 34 The actuating rods 30'- 33- 34 of the various closing and adjusting members can be coupled to each other in any suitable manner so that the air circuits can always' be made in the desired manner and proper to the operation of the engine ,, In particular, if the throttle 27 is closed, the throttle 31 must be open and vice versa, which is indicated by the directions of the arrows drawing.
The device for operating the control members 30 ', 33, 34 can also be coupled, in a manner not shown in the drawings, with the device for adjusting the fuel or adjusting the speed of the internal combustion engine. automatic closing devices 25-52 can,
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also, * be established in such a way that it is possible to open or close them completely, at least temporarily.
In Figure 4, another variant embodiment of the invention is shown. In contrast to Figures 2 and 3 where the mechanically actuated fan is constituted by a centrifugal fan, here an axially thrusting propeller blower or fan is used.
This is actuated by the crank shaft 10 via a speed change mechanism 36.
With this arrangement, the rotational speed of the propeller blower can be varied to better match the needs of the various load and rotational regimes of the engine and, in particular, to allow the blower to be powered at a higher speed. , when starting the engine. The operation of this gear change mechanism, that is to say, the adjustment at various speeds, of the propeller blower, can be carried out by hand or with the aid of the intake adjuster. fuel in the engine or engine adjuster. The adjustment of the quantities of air delivered by the two blowers 13 and 15 is also somewhat different.
The capacity 20 delivering the pressurized air to the admission device of this air in the cylinders of the internal combustion engine is, here, divided into three compartments 20, 20 ', 20' ', These compartments are separated from each other by oloisons 37- 38; each of them is provided with at least one closing member 39, here constituted by a valve subjected to the action of a spring mounted in such a way that this member opens, only if the pressure due to the fan 15 driven by the exhaust gas turbine is higher than that produced by the fan 13 in
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the corresponding operating conditions.
For this purpose, the discharge pipe 24 of the blower 15 is connected, by a pipe 40, to the compartment 20 'and a pipe 41 to the compartment 20' ', In addition, between the pipe 19 of the blower 13 and the compartment 20, a device 25 similar to that of FIG. 2, automatically closes the communication between the pipes and this compartment when the pressure in the latter is greater than that given by the blower 13,
The operating mode of an engine conforming to that of FIG. 4 is as follows:
If there is only a partition 37 provided with an automatic closure member 39, the pipe 24 of the fan 15 is connected, by the pipe 40 to the compartment 20 'of the pressurized air intake device.
In this case, for starting the engine, only, for example, the cylinders 5 and 6 can receive fuel through the pipes 42 while the cylinders 1 to 4 first function without fuel.
The blower 13 is constructed and dimensioned in such a way that it supplies sufficient purging and charging air for the cylinders 5 and 6. Thus, even during start-up, these two cylinders work correctly.
Depending on the setting of the throttle 28, part of the air discharged from the blower 13 is sent to the blower 15 and when the speed of the exhaust gas turbine 14 increases the discharge pressure of the blower 15
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rises gradually and, at a given moment, takes a value higher than that of the discharge pressure of the blower 13, This occurs all the more quickly as the butterfly 28 is carried more quickly in its
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full position and, thus, the settee 39
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opens from the side of the air intake compartment 20 and the flaps 25 close automatically, cutting off the communication of this compartment with the pipe 19 of the blower 13.
From this moment, the blower 13 sends, into the blower 15, all of the air which it delivers and, through the pipe 40, this blower 15 supplies all the purging and charging air necessary for the combustion engine. internal,
As indicated in dotted lines, two partitions 57-38 can be established to delimit three compartments 20, 20 ', 20' 'and these partitions are provided with non-return valves 39 and a piping .41 sends the air from the blower 15 in the 20 '' air intake compartment in this case the discharge of this blower 15 is reduced even more strongly during start-up and operation at low load, because the purging and charging air must be supplied first to cylinders 1 and 2 and, later, only, also, to cylinders 3 and 4,
when the member 39 mounted in the partition 38 and not shown in the drawing opens.
In this case, the rotational speed of the blower 15 driven by the exhaust gas turbine increases faster, so that this blower can more quickly supply all the pressurized air, since in the case of a blower bladed wheel, for low delivery flow rates, the power absorbed is smaller.
In this case of successive start-ups of the cylinders of the engine, the fuel supply lines 42 for these cylinders are put in aotion successively; these successive actuations of these pipes can be carried out directly by hand or by means of servo-motors by the setting device
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starting the engine, These same successive actuations of these pipes 42 can also be operated automatically, for example, for the fuel supply pipes of the cylinders 5 and 6 by the device for starting the engine for the pipes of supply of fuel to the cylinders let 2 by means of an auxiliary member;
This auxiliary member can be, for example, controlled by flaps similar to flaps 32 of the pipe 24 of the fan 15 of FIG. 3, flaps mounted in this pipe 24 or the pipe 41 and adjusted so as to take a determined position d 'partial opening when the pressure in the pipe 24 has reached the desired value for starting the cylinders 1 and 2, The above auxiliary device can also ensure the automatic actuation of the fuel supply pipes from cylinders 3 and 4;
to this end, this member controlled by the flaps mounted in the pipe 24 or the pipe 41 opens these pipes when these flaps arrive in a second determined position of partial opening of this pipe, positioner which the pressure in the pipe 24 reaches a second value will be defa mined appropriate to the starting of cylinders 9 and 4.
The automatic start-up of these same cylinders 3 and 4 could also be carried out using a member controlled by the valve 39, not shown, mounted in the partition 38 member causing the opening of the pipes 43 of supply of fuel to cylinders 3 and 4 when the valve 39 is brought to its open position,
Both in Figures 1 to 3 and in Figure 4, the exhaust gas pipes leading to the turbine 14 are two in number, one of which, 43 receives the exhaust gases from cylinders 1, 2, 3 and the other, 44, the exhaust gases of cylinders 4, 5, 6. The purpose of this arrangement is explained below, "
with regard to the description of figures 8 to 10,
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Figures 5 and 6 relate to an application of the present invention to a twelve-cylinder four-stroke internal combustion engine and to a particular embodiment.
The cylinders of this engine are arranged in two rows 1, 2,3,4, 5,6 for one and 1 ', 2', 3 ', 4', 5 ', 6' for the other is these two rows of cylinders are mounted in Va In this engine, for each row of cylinders, there is a fan operated by an exhaust gas turbine, blower 15 for one row, fan 15 'for the other; these two blowers are arranged at the same end of the motor; each of these blowers is actuated by an exhaust gas turbine, 14 for one, 14 'for the other and independently of any mechanical connection with the moving parts of the internal combustion engine.
The peculiarity of the motor of this example consists in the fact that it only has a fan 13 mechanically actuated by the crank shaft 10 of the motor, for example, by means of gears 16 and 17 and of a return by chain 36 'this fan delivers, on the one hand, by means of its pipes 19, 19' and by means of pipes 45,45 'in the inlet pipes 20, 20' of the two ranges of cylinders 1 to 6 and 1 'to 6'} of the closing devices 25,25 'with automatic operation are, also, arranged on these air paths, by its discharge pipe 21, the blower 13 directly sends a part of its discharge air in the pipes 22, 22 'and the fittings 23, 23' for the air intake in the blowers 15, 15 '.
The collectors 43. 44 on the one hand, 43 ', 44' on the other hand, for exhausting the gases from the various cylinders, are arranged cylinders in groups of three and the collectors of these various groups open, separately from the others. in one of the exhaust gas turbines 14 or 14 '. The operation of an engine thus established
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is such that at start-up, or at low load, the mechanically actuated blower 13 delivers its pressurized air into the cylinders of the engine through the pipes 45, 45 'the members' 86, 25' with automatic operation and the compartments 20 , 20 'of air intake in the engine, On the other hand, another part of the air discharged by the blower 13 is sent through the pipes 22,
33 'to the pipes 23 23' for admission of the air into the blowers 15, 15 ', Only, -when these two blowers 15 15' give air at a pressure higher than that of air delivered by the blower 13 through the closure members 25, 25 'in the pipes 20, 20' for the admission of air to the engine, the closure members 25, 25 'close automatically and all the air discharged by the blower 13 is received by the blowers 15, 15 'and sent by them, under increased pressure, into the inlet pipes 20, 20'.
air in the internal combustion engine,
By the determined groupings, described above, of the exhaust pipes of the gases of the various cylinders which lead through separate manifolds at separate points of the exhaust gas turbines 14, 14 ', it is possible to obtain, for a determined value of the volume of these gas exhaust pipes and manifolds and for determined values of the inlet sections of the manifolds in the turbines, significant pressure oscillations in front of these exhaust gas turbines, oscillations which are particularly favorable to a sweeping of the engine cylinders * Thanks to the correct formation or the correct realization of these oscillations or pressure drops acting on the turbines,
the energy of the exhaust gases which is necessary for the operation of the blowers actuated by the turbines driven by these gases and for the compression
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sweep air and sweep reinforcement is used correctly.
The exhaust gases leave the two exhaust gas turbines 14, 14 'through the pipes 46, 46',
Figure 7, the engine loads are plotted on the abscissa and the pressures on the ordinate; this figure shows the diagrams of the pressures produced by the two blowers 13 and 15. Po is the atmospheric pressure. pl is the discharge pressure of the blower mechanically actuated by the internal combustion engine; in accordance with the invention, this should not vary too greatly within all the limits of the powers developed by the motor. In the example shown, it decreases somewhat when the load increases.
Its shape depends, in particular, on the characteristic for variable flow rates of the fan 13, is the average pressure of the exhaust gases in front of the exhaust gas turbine 14, For low loads, this is relatively low and, then, it increases gradually, in particular because of the higher temperature of the exhaust gases
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and the increased charge of air and fuel supplied to the engine as the power developed by the latter increases. The diagram p3 is that of the curve of the pressures of the air compressed by the blower 15 when the latter draws directly into the atmosphere.
When the power developed by the engine is zero or low, this pressure is, so to speak, zero, but, then, for a good performance of the exhaust gas turbine, it increases, more rapidly than the average pressure p2 prevailing in front of the exhaust gas turbine and necessary for the operation of the blower.
At point A, the two pressures p2 and p3 are equal and, for
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............ -1. higher engine load, air pressure p3
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compressed by the blower 15 is greater than the average pressure p2 in front of the turbine, But, if now and, in accordance with the invention, the two boost blowers 13, 14 work together so that the blower 13 delivers , first, partially, and then completely, in the inlet pipe of the blower 15, the pressure in the outlet pipe 24 of this fan rises as indicated by diagram P4 as much as 'there is no section restriction due, for example, to the closure butterfly 28.
If a constriction exists in the pipe 24, the pressure in this pipe 24 is established at a lower value P5, a diagram of which is also given by way of example in FIG. 7.
According to this operating mode, from a certain moment, the pressure in the pipe 24 is established at a value equal to that of the pressure in the pipe 19 of the blower 13, This moment is marked at B in the Fig. 7, As the engine load increases, the pressure of the air delivered by the blower 15 also rises and at a given moment, the closure device 25; automatic discharge pipe 19 closes this pipe;
From this moment, all the air compressed by the blower 13 is led to the blower 15 and the latter sends the high pressure air through the discharge pipe 24 into the chamber 20 of the air intake device in the internal combustion engine; then, this chamber receives only the air, from this fan 15.
This modification in the air circuits of the blowers is marked by point 0 in figure 7; this modification produced, the pressure in the chamber 30 increases according to the portion C- D of the diagram of FIG. 7, then the value p4 of the pressure in the pipe 24 takes the
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values represented by curve P4 in this FIG. 7; the full purge and boost pressure due to the cooperation of the blowers 13 and 15 working, then, only in series, is realized and available for the operation of the internal combustion engine.
Figures 8 and 9 give, moreover, the diagrams of the pressures at the outlet * of the two blowers 13 15 and in front of the gas turbine 14 for a determined load and during a rotation of the crankshaft of an engine. two-stroke internal combustion 7of the type of Figure 2.
These figures relate to the passage of the exhaust gases from the six-cylinder internal combustion engine 7 in which the position of the crank pin of each of the cylinders and the direction of rotation of the crank shaft are shown in figure 10 and the gas exhaust pipes of the various cylinders being grouped together as shown in Figure 2.
With this arrangement, each cylinder sends its exhaust gases into a manifold common only to several cylinders of this engine, the cylinders connected to this manifold being chosen in such a way that the exhaust gases of each of them cannot disturb the 'sweeping action in the cylinders which are connected to this manifold, the inlet section of this manifold in the exhaust gas turbine being separate from the inlet sections of the exhaust manifolds of the other groups of cylinders of the same engine.
In addition, the dimensions and volume of each of these gas exhaust manifolds and the exhaust pipes connected with it as well as the inlet sections of these manifolds in the corresponding turbine are such that, at the beginning of the time of exhaust, the pressure in front of the turbine exceeds the total boost pressure due to the two blowers, but that, during the sweeping period, this pressure comes closest
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possible from atmospheric pressure.
As in the example shown, it is a six-cylinder two-stroke engine in which an exhaust takes place every sixth of a revolution of the crank shaft, the exhaust pipes of cylinders 1, 2, 3 , and 4, 5, 6, the exhaust times of which are offset by 1200 with respect to each other, are combined into two groups which send their exhaust gases respectively into one of two separate manifolds 43 or 44.
Thanks to the final compression pressure of the air sent into the cylinders and due to the cooperation of the mechanically operated blower with the blower operated by the exhaust gas turbine, pressure which is, therefore, raised, the cylinders can be swept more effectively at the highest load speeds.
The average pressure P23 of the exhaust gases coming from the cylinders 2,1,3 and opening into the exhaust manifold 43 and the instantaneous pressure P2 'of strongly oscillating value of these same gas in this same manifold are represented by the diagrams in figure 8 and the corresponding ones P2 and P2 for the exhaust gas manifold 44 preventing cylinders 4, 6,
5 are represented in figure 9 by the curves P2 and P2 "The lines P2 therefore represent the average value of the pressures p and P2 of the exhaust gases. P1 is the discharge pressure of the mechanically actuated fan and p4 is the final pressure resulting from the cooperation of the mechanically actuated blower with the exhaust turbine actuated blower.
This pressure is more or less constant depending on whether, between the fan 15 and the air intake members in the internal combustion engine, a relatively larger or smaller volume capacity is interposed,
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As shown in FIGS. 8 and 9, an E-F phase which can be used as a scanning phase of relatively long duration is obtained in each cylinder, thanks to the indicated working mode. To demonstrate the control of the intake and exhaust organs in an engine established in accordance with the present invention, at the bottom of Figure 8, the opening times corresponding to cylinders 2,1,3, 'have been indicated in grostrays.
The upper lines G-H indicate the positions of the crank corresponding to the opening time of the exhaust components of these cylinders.
The lower lines J-K show, on the contrary, the opening times of the admission bodies of the cylinders.
2, 1, 3. The exhaust gases from these cylinders are collected in the same manifold and in the same special chamber of an exhaust gas turbine. The positions of the dead centers of the pistons of cylinders 3, 1 and 3 correspond for crank settings at 60, 180, 3000 to the positions shown in figure 10. The distribution is established in such a way that the exhaust members of the cylinder 1 start to open about 20 after the cylinder 2 crank has shifted to neutral.
The opening is maintained to just over 300 from the bottom dead center of cylinder 1, so now, as recommended, the volume of each exhaust manifold and of the exhaust pipes connected to that manifold is relatively small and if, also, the corresponding inlet section of this manifold in the turbine is also relatively small, the pressure P2 in the pipe 43 rises very quickly and, in the example shown, beyond the value of the delivery pressure P4 due to the two blowers 13-16 working in series according to this operating mode.
After reaching its maximum value, the pressure drops,
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in such a way that, in the vicinity of the dead center of cylinder 1 or, after this dead point, it reaches its minimum which must be as close as possible to the value of the atmospheric pressure in order to then rise again , quickly, shortly after the opening of the exhaust member of cylinder 3. From the shape of the curve of the pressure P2 of the exhaust gases and of the curve of the air pressure P4 'we see that , at points EF, these pressures are equal.
Between points E and F where the hatched area corresponds to a pressure difference, the pressure P2 of the exhaust gases is smaller than the total pressure of the supercharging P4. During . this period, the corresponding cylinder of the engine can therefore be scanned at the boost pressure P4 'while the exhaust and intake members of these cylinders are simultaneously open. In practice, the intake members of each cylinder are open. cylinder are kept open while the crank corresponding to this cylinder rotates by the angle corresponding to the line JK.
As shown in figure 8, the exhaust bodies are closed when the crank passes through point H, that is to say a little earlier than the intake bodies which are closed. . to point k, so that after closing the exhaust unit, good cylinder supercharging is ensured.
Fig 8, L- M therefore represents each scanning period, point ± corresponding to the point marking the start of admission, and point M to point !!,. marking the end of the exhaust *
An engine established in accordance with the invention has many advantages, among which the following should be pointed out;. When the engine is started and at low load, the sweeping and supercharging of the latter are better assured than in an ordinary engine and, at high loads, the purge pressure and the boost pressure are higher than in a supercharged engine of known type.
In. besides, to all those in charge of the engine, the two
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work perfectly and substantially in correspondence to their delivery capacity, A blower with impellers actuated by an exhaust gas turbine of an internal combustion engine has the disadvantage of being able to give only a low flow rate, when its speed is low, as well as it takes place at the time of starting and for low loads of the engine. On the contrary, in accordance with the present invention, it is possible to supply the engine, even under these operating conditions, with a large quantity of purging and supercharging air and that at a low but sufficient pressure.
Despite the various requirements which must be met for supercharging the engine with air at start-up, at low speeds and at high loads, at all these operating speeds, this supercharging is always ensured, thanks to the modifications carried out in the circuits of the engine. air under pressure and obtained automatically without recourse to an external action, As the mechanically actuated blower as well as that actuated by the exhaust gas turbine have to deliver large quantities of air corresponding to their delivery capacities, at start-up and at at all speeds, the serious inconvenience of pumping so prejudicial to engine operation and which otherwise occurs at very low flow rates is completely avoided.
Finally, due to the longer sweep at higher pressure carried out in an engine according to the present invention, the temperature of the blades of the turbine (or turbines) actuated by the exhaust gases is lower than. that of the blades of a turbine driven by the exhaust gases of a similar supercharged engine of known type; thus, the exhaust gas turbine (or turbines) of an engine conforming to this The invention operates under improved conditions; this is a particularly advantageous advantage, in particular, as regards the application of the present invention to internal combustion engines in which the temperature of the exhaust gases is very high.