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Perfectionnements aux installations de production de force motrice comportant un moteur à combustion interne du type à injection de combustible liquide avec allumage par compression.
Cette invention se rapporte aux installations de produc- tion de force motrice comportant un moteur à combustion interne du type à injection de combustible liquide avec allumage par compression et un compresseur de suralimentation et du genre où le moteur à combustion interne n'est suralimenté que pendant des périodes de temps de sa durée de marche totale sensiblement in- férieuresaux périodes de temps pendant lesquelles il fonctionne sans suralimentation. Par conséquent, pour plus de commodité, les
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périodes pendant lesquelles la suralimentation n'est .pas. appli- /' , . , - ')-"'7, quée seront appelées périodes de marche normale. /V1 .
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Dans les installations de production de force motrice du genre ci-dessus mentionné, il est désirable que pendant les pé- riodes de suralimentation, l'air soit envoyé au moteur aussi froid que possible pratiquement afin de permettre l'introduction du poids maximum d'air dans les cylindres du moteur. Pendant les pé- riodes de marche normale, toutefois, et plus particulièrement lorsque le moteur marche à des charges relativement faibles, car dans ce cas la quantité d'air disponible dans les cylindres du moteur dépasse celle nécessaire pour brûler la quantité de com- bustible injectée alors, il n'y a pas d'inconvénient à permettre une augmentation de la température de l'air.
Le but de la présente invention est de créer une ins- tallation de production de force motrice du genre mentionné, où sans complication inopportune, des dispositions sont prises pour refroidir l'air pendant les périodes de suralimentation.
Une installation de force motrice suivant la présente invention comprend un moteur à combustion interne du type à in- jection de combustible liquide avec allumage par compression, un compresseur de suralimentation pour forunir de l'air au"passage d'admission d'air du moteur, la disposition étant telle que ce pas- sage d'admission peut être alimenté à certains intervalles par le compresseur,, d'air à une pression supérieure à la pression atmosphérique et à d'autres moments d'air à une pression égale ou supérieure à la pression atmosphérique, et un échangeur de chaleur principalement du type à accumulateur ou récupérateur de chaleur établi dans le passage d'admission d'air du moteur, de telle sorte que la totalité de d'air se rendant par ce passage au moteur circule à travers l'échangeur de chaleur.
Ainsi, dans une installation suivant l'invention, les éléments accumulateurs de chaleur de l'échangeur de chaleur ex- traient de la chaleur de l'air pendant les périodes où le moteur fonctionne avec suralimentation et permettent ainsi l'aspiration
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d'un poids d'air suffisant dans les cylindres pour la combustion de la quantité de combustible injectée dans ces conditions, tandis que pendant les périodes de marche normale les éléments accumu- lateurs de chaleur de l'échangeur sont refroidis par l'air allant au moteur de manière à setrouver dans les conditions voulues pour la prochaine période de suralimentation, mais tout chauffage de l'air pendant la marche normale n'a pas d'effet nuisible, vu qu'il y a un excès d'air dans les cylindres pour brûler le combustible dans ces conditions.
Le dispositif pour faire passer de la marche avec sura- limentation à la marche normale et vice versa peut varier, mais on emploie de préférence un distributeur à volet pour régler l'ad- mission d'air au passage d'admission d'air du moteur, ce volet pouvant occuper une position de suralimentation où le passage d'alimentation est raccordé au suralimentateur, et une position de marche normale où le passage d'admission communique directement avec l'atmosphère, et une interconnexion établie entre le distri- buturavolet et l'organe de commande de la pompe à injection de combustible du moteur, de telle sorte que le volet est amené auto- matiquement dans sa position de suralimentation lorsque la commande de la pompe à combustible est actionnée pour assurer l'injection d'une quantité de combustible plus grande que la quantité pré- déterminée pendant chaque cycle,
et dans sa position de marche normale lorsque la commande de la pompe à combustible est placée dans toute position où la quantité de combustible injectée par cycle est inférieure à la quantité prédéterminée.
Par échangeur de chaleur principalement du type à accu- mulateur ou récupérateur de chaleur il faut entendre un échangeur de chaleur qui remplit ses fonctions d'échange de chaleur, princi- palement ou entièrement, en absorbant de la chaleur des gaz plus chauds qui le traversent pendant certaines périodes et en cédant cette chaleur aux gaz plus froids qui le traversent pendant d'autres périodes, et il doit être entendu qu'il comprend les dispositions
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où l'extraction de chaleur de l'échangeur de chaleur est secondée dans une certaine mesure par un refroidissement externe.
Des dispositifs sont de préférence employée pour assu- rer une transmission de chaleur satisfaisante aux éléments de l'échangeur de chaleur et vice versa, et à cet effet, suivant une disposition préférée, alors que l'air circule toujours dans le mê- me sens à travers l'échangeur de chaleur, les éléments destinés à transmettre la chaleur se trouvent en contact avec un liquide contenu dans un réservoir qui sert à transmettre par convection la chaleur des parties les plus chaudes aux parties les plus froides de ces éléments.
Dans une variante on emploie un distributeur de permu- tation ou d'inversion au moyen duquel le sens du flux d'air passant à travers l'échangeur de chaleur est renversé automatiquement lors- que la pression-à laquelle l'air est amené au passage d'admission d'air passe d'une valeur supérieure à la pression atmosphérique à une pression égale ou inférieure à la pression atmosphérique, de telle sorte que l'air circule à travers l'échangeur pendant le refroidissement en sens inverse de celui dans lequel il circule pendant le chauffage.
L'invention peut être réalisée de différentes manières; deux formes de réalisation sont représentées schématiquement à titre d'exemple sur les dessins annexés, dans lesquels:
Fig. 1 est une vue schématique en élévation de côté d'une forme d'exécution de l'installation de production de force motrice suivant l'invention,
Fig. 2 est une vue schématique en coupe verticale, à plus grande échelle, d'une partie de l'installation de force mo- trice représentée sur la Fig. 3, et
Fig. 3 est une vue semblable à la Fig. 2, montrant une variante suivant l'invention.
Dans la disposition représentée sur les Figs. 1 et 2,
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l'installation de production de force motrice comprend on moteur à combustion interne A du type à injection de combustible liquide avec allumage par compression comportant une pompe à injection de combustible Al de type général connu pourvue d'un organe de commande A2 au moyen duquel la quantité de combustible injectée pendant chaque cycle du moteur peut être réglée. L'organe de comman- de A2 est relié d'une manière connue par une bielle A3 à une pièce de régulateur B actionnée par un régulateur centrifuge pour main- tenir la vitesse du moteur sensiblement constante pour toute mise au point du régulateur, celui-ci pouvant être ajusté à volonté au moyen d'un organe de commande C actionné par exemple à la main.
Lemoteur A est pourvu d'un passage d'admission d'air D relié de la manière usuelle à un collecteur d'admission d'air et communiquant avec l'extrémité de sortie d'un échangeur de chaleur E du type régénérateur dont l'extrémité d'entrée est raccordée par un conduit F à unbois¯seau de soupape F1. L'échangeur de chaleur E comprend, comme c'est représenté sur la Fig. 2, une série de passages relativement étroits El de forme en U disposés à l'in- térieur d'un réservoir contenant un liquide E2, de l'eau par exem- ple, et pourvu si on le désire d'ailettes rayonnantes externes E3.
Le boîtier de distribution Fl présente, en outre du passa- ge de décharge F, une entrée d'air atmosphérique F2, une entrée d'air de suralimentation F3 et une sortie d'air de suralimentation F4, l'entrée F2 et la sortie F4 communiquant directement avec l'at- mosphère, tandis que l'entrée dair de suralimentation F3 commu- avec nique par un tuyau F5/un compresseur de suralimentation G actionné par un moteur électrique ou un moteur à combustion interne indiqué en Gl.
A l'intérieur du boitier Fl est,monté le volet de dis- tribution F6, du type papillon, établi de telle façon que lorsqu'il se trouve dans une position, c'est-à-dire celle qui correspond à la suralimentation, comme c'est représenté en traits pleins sur la Fig. 2, il.relie l'entrée d'air de suralimentation F3 à la
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tubulure de décharge F et ferme les passages F2 et F4, tandis que dans l'autre position, ou position de marche normale, comme c'est représenté en traits de chainette sur la fig. 2, il relie l'en- trée d'air atmosphérique F2 au passage de décharge F et fait commu- niquer l'entrée d'air de suralimentation F3 avec la sortie F4.
Ainsi, dans une position le volet F6 relie le passage d'entrée d'air D par l'intermédiaire de l'échangeur de chaleur E au compres- seur G tandis que dans l'autre position il relie le passage d'admission d'air D par l'intermédiaire de l'échangeur de chaleur E à l'entrée d'air atmosphérique F2 et permet à l'air refoulé par le compresseur G de passer directement dans l'atmosphère par la sortie F4.
Le papillon F6 est monté sur un arbre F7 sur une ex- trémité duquel se trouve un bras H portant une broche ou un galet H1 logé dans une rainure longitudinale ménagée dans un maillon H2 relié par une tige H3 à la pièce de commande A2 de la pompe à combustible. Le bras est conjugué avec un mécanisme d'encliquetage à enclenchement brusque qui sert à le maintenir dans toute posi- tion qu'il occupe quelle qu'elle soi-t et à h'importe quel moment jusqu'à ce que la tige H3 dépasse un point déterminé dans un sens tendant à l'amener dans son autre position, après quoi le papillon est déplacé par un mouvement brusque dans son autre position.
Toute forme connue appropriée de mécanisme à action brusque peut être employée dans ce but, mais dans la disposition représentée schématiquement des ressorts de compression J sont disposés entre chaque extrémité de la rainure du maillon et la broche ou le galet H1 et un ressort de traction J1 est établi entre l'extrémité du bras H et un point fixe J2 pour résister au déplacement du papil- lon F6 de toute position qu'il occupe.
Les caractéristiques des ressorts J et J1 sont tellles que lorsque le papillon F6 se trouve dans l'une ou l'autre de ses positions, il y est maintenu jusqu'à ce que l'organe de commande A2 de la pompe à combustible ait amené la tige H3 et le maillon H2
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en un point prédéterminé dans un sens tendant à placer le papillon F6 dans son autre ppsition. Celui des ressorts J appelé à agir exerce alors sur le bras H un effort suffisant pour surmonter l'action exercée par le ressort Jl et le papillon F6 est ainsi a- mené par un mouvement brusque dans son autre position.
Il reste alors dans, cette position jusqu'à ce que l'organe de commande A2 soit ramené en arrière au-delà de la position prédéterminée men- tionnée ci-dessus, la force exercée par l'autre ressort J sur le bras H surmontant alors l'effort exercé par le ressort J1 et for- çant le papillon F6 à se déplacer en arrière d'un mouvement brus- que,!.' amenant dans sa/position ini tiale.
En service, lorsque le moteur à combustion interne fonc- tionne à des charges relativement faibles, comme dans le cas de la marche normale, le régulateur maintiendra l'organe de commande de la pompe à combustible A2 dans une positipn appropriée où de fai- bles quantités correspondantes de combustible sont injectées au cours de chaque cycle du moteur et le papillon F6 sera maintenu par le ressort J1 dans la position représentée en traits de chai- nette sur la Fig. 2 où l'air atmosphérique est aspiré par le mo- teur à travers l'échangeur de chaleur E dans le passage d'admis- sion D, refroidissant ainsi l'échangeur de chaleur s'il se trouve à une température supérieure à celle de l'atmosphère.
Toutefois, lorsque le moteur est appelé à supporter une Lourde charge nécessi- tant la suralimentation, le régulateur amènera l'organe de commande A2 de la pompe de combustible dans la position voulue pour que la pompe à combustible injecte une quantité de combustible accrue dans une mesure correspondante pendant chaque cycle du moteur et l'organe A2 agira par l'intermédiaire de la tige H3, le maillon H2 et l'un des ressorts J pour déplacer le papillon F6 d'un mou- vement brusque et de, l'amener dans la position représentée en trait- pleins sur la fig. 2.
Ainsi le passage d'admission d'air D sera raccordé au compresseur de suralimentation par l'intermédiaire de l'échangeur de chaleur E et le-moteur recevra ainsi de l'air de
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suralimentation qui sera refroidi sur son parcours vers le moteur en passant à travers l'échangeur de chaleur.
Dès que la forte charge nécessitant la suralimentation n'est plus nécessaire, le régulateur amènera l'organe A2 dans la position dorrespondant à. une charge relativement faible et la sou- pape F6 sera par conséquent déplacée d'un mouvement brusque pour raccorder le passage d'admission d'air D, de nouveau par l'inter- médiaire de l'échangeur de chaleur, à l'atmosphère de telle sorte que la chaleur extraite par l'échangeur à l'air de suralimentation sera cédée à l'air se rendant au moteur à la pression atmosphérique et l'échangeur de chaleur sera ainsi amené dans les conditions voulues pour refroidir d'autres quantités d'air de suralimentation lorsque la suralimentation est'de nouveau nécessaire.
Le liquide E2 ne sert pas seulement à augmenter la ca- pacité de l'échangeur de chaleur, mais aussi à transmettre de la chaleur des parties plus chaudes aux parties plus froides de ce dernier par convection, en tendant ainsi à augmenter son efficacité.
Dans la variante représentée sur la Fig. 3 la disposition générale de l'installation de force motrice est la même que celle représentée sur les Figs. 1 et 2, mais au lieu de l'échangeur de chaleur E et du distributeur Fl,F2, F3, F4, F6 il est fait usage d'un échangeur de chaleur K consistant en un empilage K1 en métal cellulaire ou un autre corps accumulateur et transmetteur de cha- leur de type connu analogue et cet échangeur est raccordé au passa- ge D et au passage F5 par l'intermédiaire d'un distributeur de pet- mutation construit de manière à parmettre de relier le passage D par l'intermédiaire de l'échangeur de chaleur soit au suralimenta- teur soit directement à l'atmosphère et, lorsqu'il est amené d'une position à l'autre, de renverser le sens du courant à travers le corps ou l'empilage K1.
Ce distributeur comprend un boîtier cylindrique L à fonds ouverts L1, L2, et quatre séries décalées axialement de lumières
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circonférentielles L3, L4, L5et L6 communiquant respectivement avec des chambres annulaires M, M1, M2, M3. La chambre M commu- nique avec un passage N conduisant à l'un des côtés de l'empilage K1, et la chambre M1 communique avec un passage N1 menant à l'au- tre côté de l'empilage K1, tandis que la chambre M2 communique avec le passage D et la chambre M3 avec le passage F5.
Le distributeur proprement dit, affectant la forme d'une tigeO portant deux pistons 01, 02, est susceptible de se déplacer axialement à l'intérieur du boîtier L, de manière que dans une de ses positions axiales, représentée en traits pleins, la chambre M communique avec le fond buvert L2 du boitier L tandis que la chambre M1 communique avec la chambre M2 de telle sorte que le moteur as- pire de l'air à travers l'empilage par le fond ouvert L2 du boi- tier ainsi qu'à travers les passages N et N1 et les chambres M1 et M .
En même temps la chambre M3 communique avec le fond ouvert L1 du boîtier de telle sorte que l'air du suralimentateur peut se rendre directement dans l'atmosphère, Dans l'autre position axiale de la soupape, la chambre M3 communique avec la chambre M1 et la chambre M2 avec la chambre M, l'extrémité de celle-ci étant fermée, de telle sorte que l'air est refoulé du suralimentateur par le pas- sage F5 à travers les chambres M3 et M1, le passage N1, l'empilage K1, le passage N et les chambres M et M2 dans le passage D.
La tige 0 est susceptible d'être déplacée par un servo- moteur comportant un piston P disposé dans un cylindre P1 et sou- mis à l'action d'un ressort P2 dans un sens et dans l'autre sens à l'action de l'air comprimé amené par un tuyau P3. La disposition est telle que l'air comprimé est admis dans le passage P3 auto- matiquement lorsque l'organe de commande A2 de la pompe à combus- tible est amené dans sa position de pleine charge. Ainsi la tige H3 peut être reliée à une vanne pour admettre de l'air comprimé au passage P3 automatiquement lorsque l'organe de commande A2 est amené dans sa position de pleine charge et pour ouvrir ce passage
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l'organe à l'atmosphère lorsque/ A 2 est ramené dans sa position de faible charge ou de marche normale.
L'appareil décrit ci-dessus avec référence à la Fig.
3, permet donc d'admettre automatiquement de l'air de suralimentation au moteur chaque fois que l'organe de commande A2 est amené dans sa position de pleine charge et de lui envoyer de l'air à la pression atmosphérique aux autres moments, et lorsque l'air à la pression atmosphérique circule à travers l'empilage K1 dans un sens, 3'air de suralimentation circule au travers de celui-ci dans l'autre sens.
REVENDICATIONS.
1.- Installation de production de force motrice comportant un moteur à combustion interne du type à injection de combustible liquide avec allumage par compression, un compresseur de surali- mentation pour envoyer de l'air dans le passage d'admission d'air du moteur, la disposition étant telle que l'air peut être fourni au passage d'admission d'air soit du compresseur à une pression supé- rieure à la pression atmosphérique pour le fonctionnement à pleine charge, soit à la pression atmosphérique ou à une pression in- férieure à celle-ci pour le fonctionnement aux charges plus faibles, caractérisée en ce qu'un échangeur de chaleur au moins principale- ment du type régénérateur ou accumulateur de chaleur est disposé dans le passage d'admission d'air du moteur,
de telle sorte que l'air qui se dirige dans le moteur passé toujours à travers l'é- changeur de chaleur.