BE487417A

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Info

Publication number: BE487417A
Authority: BE

Description


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  "Perfectionnements apportés ou relatifs aux systèmes d'alimentation de mélanges combustibles pour moteurs à combustion interne". 



   Cette invention se rapporte aux systèmes d'alimenta- tion de mélanges combustibles pour moteurs à combustion interne du genre dans lequel le mélange est contrôle ou dirigé par des soupapes d'admission s'ouvrant dans la chambre de combustion, dont l'une est équipée de moyens pour fournir de l'air ou un mélange combustible pauvre (appelée   ci-après 'la   soupape à air") et dont l'autre est équipée de moyens pour fournir un mélange riche. Un objet de l'invention consiste à permettre d'employer des compressions volumétriques élevées sans qu'il y ait 

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 d'auto-allumage ni de cliquetis de la charge. 



   Suivant cette invention, une culasse pour moteurs à combustion interne du genre comportant une soupape d'admission de mélange pauvre ou d'air et une soupape d'admission de mélan- ge riche, est caractérisée en ce que la soupape d'admission d'air est agencée dans une partie de la chambre de combustion au-dessus du cylindre du moteur, et en ce que la soupape d'admission du mélange riche et une soupape d'échappement sont agencées dans une partie de la chambre de combustion s'étendant vers le côté du cylindre. 



   De préférence, la soupape à mélange riche et la soupape d'échappement sont disposées dans des parois opposées de la chambre de combustion, avec la lumière d'échappement formée dans la paroi qui se trouve au niveau du sommet du cy- lindre, ou bien encore les deux parties peuvent être agencées dans cette face. 



   La lumière d'admission et le passage pour la soupape à air sont conçus de façon à diriger l'air entrant autour de la paroi du cylindre, ce qui produit un tourbillonnement régu- lier ou ordonné. 



   Dans le cas d'un moteur à soupape soulevante, l'extré- mité du passage près de la lumière à air a son axe incliné par rapport à l'axe du cylindre dans un plan disposé vers l'un des côtés de l'axe du cylindre, ce qui produit ledit tourbillonne-   ment.   



   Cette extrémité de la lumière à air'peut être disposée à proximité immédiate de la paroi du cylindre, cette dernière étant ainsi balayée par le tourbillonnement susmentionné. 



   L'avancement du tourbillonnement est favorisé en disposant l'axe de la tige de la soupape à air pour qu'il soit incliné sur l'axe de la partie du passage voisine de la lumière à air de telle façon que l'écoulement d'air frappe angulairement le côté intérieur de la tête de la soupape et soit dévié dans la direction requise autour de la paroi du cylindre. Dans 

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 cette disposition, le plan de la lumière d'admission d'air est incliné par rapport à un plan qui est perpendiculaire à l'axe du cylindre. 



   La partie de la chambre de combustion s'étendant vers l'un des côtés du cylindre du moteur peut être fournie par une cavité formée dans la culasse, dont la voûte est à angle droit avec l'axe du cylindre ou inclinée suivant un certain angle par rapport à celui-ci, la paroi opposée de la cavité étant formée par une face du bloc de cylindre et pouvant être réunie à la voûte par une paroi concave arrondie tournée vers le cylindre. 



   Les parois latérales de la cavité peuvent être paral- lèles ou presque parallèles entre elles. 



   Dans le cas où la lumière pour le mélange riche se trouve dans la voûte de la cavité et la lumière d'échappement dans la paroi opposée, la tige de la soupape à mélange riche peut être inclinée par rapport au cylindre du moteur et à la soupape d'admission d'air ainsi que par rapport à la tige de la soupape d'échappement, et les extrémités extérieures des tiges des soupapes à mélange riche et à air peuvent être voisines l'une de l'autre de façon à pouvoir être actionnées par des culbuteurs montés sur le même arbre de culbuteurs. 



   La tige de la soupape d'échappement peut être inclinée légèrement par rapport à l'axe du cylindre de sorte que le bord du siège de soupape près du cylindre est légèrement fraisé dans la face précitée du bloc de cylindre. 



   La disposition décrite ci-dessus est telle que le mélange riche, en pénétrant dans la chambre de combustion, est dirigé autour de la paroi concave dans laquelle est située la douille de la bougie, en créant ainsi un tourbillonnement dans l'espace de combustion autour d'un axe transversal à l'axe du cylindre du moteur, lequel tourbillonnement est fortement indépendant du tourbillonnement d'air ou de mélange pauvre 

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 dans le cylindre du moteur proprement dit, qui se forme autour de l'axe du cylindre. On pense que ces deux tourbillonnements sont continués pendant la course de compression et que, lorsque l'allumage se produit, le front de l'onde d'explosion s'avance vers une zone de mélange pauvre ou d'air, empêchant ainsi l'auto-allumage et le cliquetis, et la détonation. 



   De préférence, le piston est muni d'une face concave et/ou la culasse au-dessus du cylindre est écartée de la cou- ronne du piston de façon qu'au point mort haut une partie de l'espace de combustion soit au-dessus du cylindre, ainsi que dans la cavité de soupape disposée latéralement. 



   Ce qui suit est une description de deux modes de réa- lisation de l'invention, donnée avec référence aux dessins ci- annexés, dans lequel : la figure 1 est une vue en plan du dessous de la culasse ; la figure 2 est une coupe par la partie supérieure d'un cylindre et de sa culasse suivant la ligne brisée 2-2 de la figure 1; la figure 3 est une vue en plan du dessous d'une variante de culasse, et la figure   4   est une coupe par la culasse suivant la ligne   4-4   de la figure 3. 



   Si l'on se reporte à la construction représentée aux figures 1 et 2, on verra que la culasse 10 présente une cavité à soupape 11 s'étendant vers l'un des côtés du cylindre 12 et ayant une voûte 13 inclinée vers l'axe du cylindre du moteur. 



  La paroi opposée de la cavité à soupape est fournie par une face 14 du bloc de cylindre 15, qui est réunie à la voûte de la cavité à soupape par une paroi 16, incurvée de façon concave, dans laquelle s'étend la douille de bougie 17. La lumière d'échappement 18 est formée dans la face 14 du bloc de cylindre, 

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 tandis qu'une lumière d'admission 19 pour mélange riche, est formée dans la paroi inclinée 13 de la cavité de façon à se trouver en face de la lumière d'échappement. La lumière d'échap- pement communique avec un passage 21 s'étendant vers l'extérieur par le côté du bloc de cylindre, tandis que la lumière d'admis- sion communique avec un passage 22 conduisant à un collecteur 23 pour le mélange riche.

   Le plan du siège de la soupape d'échap- pement est incliné par rapport à un plan perpendiculaire à l'axe du cylindre de sorte que le bord 24 du siège près du cylindre est fraisé plus fortement que le bord opposé, et la tige 25 de la soupape d'échappement est ainsi inclinée par rapport à l'axe du cylindre. Une lumière d'admission 26 pour l'air ou un mélange      pauvre est formée dans la culasse au-dessus du cylindre,et est de plus grande dimension que la lumière 19 pour le mélange riche. Cette lumière 26 est formée dans une petite cavité en forme de coin 27 de façon que le plan de la lumière soit incli- né par rapport à un plan perpendiculaire au cylindre.

   Ainsi, les tigès 28 et 29 des deux soupapes d'admission convergent, de sorte qu'elles peuvent être commodément actionnées par des cul- buteurs 30 et 31 qui sont montés pour basculer sur le même arbre de culbuteurs 32. On remarquera que l'axe 33 de la partie du passage 34 voisine de la lumière de s.oupape 26 est incliné par rapport au plan général de la tête 35 de la soupape de façon à tendre à diriger l'air ou le mélange pauvre vers le côté opposé du cylindre. On remarquera à la figure 1 que la lumière 26 est disposée contre l'un des côtés de la paroi du cylindre de sorte      que les gaz entrant par la lumière tendent à balayer la paroi du cylindre, comme montré par les flèches 35. Les parois laté- rales 36 de la cavité 11 sont presque parallèles. La couronne 37 du piston présente une concavité 38. 



   Le réglage des soupapes est tel que la soupape à 

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 mélange riche -=et la soupape d'échappement ne sont jamais ouvertes en même temps. 



   Un réglage approprié des trois soupapes est comme   suit :   la soupape à mélange riche peut s'ouvrir approximativement à 12  après le point mort haut et se fermer à 40  après le point mort bas. La soupape à air ou à mélange pauvre s'ouvre à peu près à 40  avant le point mort haut et se ferme à 50 -60  après le point mort bas. La soupape d'échappement s'ouvre approxima- tivement à 50  avant le point mort bas et se ferme à 12  après le point mort haut. On remarquera, cependant, que la période pendant laquelle la soupape à mélange riche est ouverte, peut varier dans des limites très larges. Au plus, le temps de son ouverture est court, au plus le mélange fourni par la soupape devra être riche. 



   La conformation de la chambre de combustion et la dis- position des soupapes sont telles que l'air ou le mélange pauvre entrant par la lumière de soupape 26 sera animé d'un tourbillon- nement autour de l'axe du cylindre du moteur, tandis que le mé- lange riche entrant par la lumière 19 recevra un tourbillonne- ment autour d'un axe perpendiculaire au cylindre du moteur. 



  Avec cette disposition, le balayage de la chambre de combustion 
0 par l'air peut avoir lieu avant que le mélange riche ne soit introduit. Une certaine proportion de l'air tourbillonnant dans le cylindre pénètre le mélange riche tourbillonnant dans la chambre de combustion, d'un côté du cylindre du moteur, de sorte que l'on obtient le mélange idéal pour une combustion instantanée, et, comme indiqué ci-dessus, lorsque l'allumage se produit, le front de l'onde d'explosion se déplace vers une zone de mélange pauvre ou d'air pur,empêchant ainsi le cliquetis ou l'auto-allumage ou la   dé t@onation   d'avoir lieu et permettant d'obtenir des compressions volumétriques plus élevées. 

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   La proportion d'air destinera la combustion, passant par les lumières 19 et 26, est déterminée par les dimensions relatives de ces lumières. De préférence, la lumière 26 est faite plus grande que la lumière 19 de sorte que la plus grande partie de l'air s'écoule directemènt dans le cylindre. Dans le cas où on utilise des carburateurs pour l'alimentation des deux lumières, la quantité de combustible passant par les deux lu- mières sera proportionnelle à l'air passant par ces lumières. 



   Les dispositions représentées aux figures 3 et 4 dif- fèrent en ce que la lumière d'échappement 18 et la lumière 19 pour le mélange riche sont toutes deux prévues dans la voûte de la cavité 11. Les guides de soupape sont disposés parallè- lement à l'axe du cylindre, le guide de la soupape d'échappe- ment 39 et le guide 40 de la soupape à air ou à mélange pauvre étant représentés à la figure 4. La disposition représentée est appliquée à un moteur monocylindrique expérimental, et les passages 21,23 et 34 menant aux lumières d'échappement, de mélange riche et d'air ou de mélange pauvre respectivement, sont montrés s'étendant vers les différents côtés du bloc de la culasse. 



   On remarquera à la figure 4 que le siège de soupape pour la soupape à air ou à mélange pauvre,est renfoncé dans la voûte de la culasse au-dessus du cylindre de façon à fournir un espace 41 entre la couronne du piston et la voûte de la culasse au point mort haut. 

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Claims

REVENDICATIONS 1. Une culasse pour un moteur à combustion interne du genre comprenant une soupape d'admission d'air ou de mélange pauvre et une soupape d'admission de mélange riche, dans laquel- le la soupape d'admission d'air est disposée dans une partie <Desc/Clms Page number 8> de la chambre de combustion au-dessus du cylindre du moteur, et la soupape d'admission de mélange riche et une soupape d'échappement sont disposées dans une partie de la chambre de combustion s'étendant vers le côté du cylindre.

2. Une culasse selon la revendication 1, dans laquel- le la soupape à mélange riche et la soupape d'échappement sont disposées dans des parois opposées de la chambre de combustion, la lumière d'échappement se trouvant dans la paroi qui est au sommet du cylindre.

3. Une culasse selon la revendication 1, dans laquel- le la soupape à mélange riche et la soupape d'échappement sont disposées toutes deux dans la même paroi de la chambre de combustion.

4. Une culasse selon la revendication 3, dans laquel- le la soupape à mélange riche et la soupape d'échappement sont disposées toutes deux dans la paroi de la chambre de combustion qui est écartée du sommet du cylindre.

5. Une culasse seloh l'une quelconque des revendica- tions précédentes, dans laquelle la lumière d'admission et le passage'pour la soupape à air sont disposés de manière à diri- ger l'air entrant autour de la paroi du cylindre.

6. Une culasse selon la revendication 5 et munie d'une soupape soulevante, dans laquelle l'extrémité du passage d'air près de la lumière à air a son axe incliné sur l'axe du cylindre dans un plan disposé vers l'un des côtés de l'axe du cylindre, dans le but décrit.

7. Une culasse selon la revendication 6, dans laquel- le la lumière à air est placée dans la proximité immédiate de la paroi du cylindre.

8. Une culasse selon l'une quelconque des revendica- tions précédentes, dans laquelle l'axe de la tige de la soupape à air est agencé de façon à être incliné par rapport à l'axe <Desc/Clms Page number 9> de la partie du passage qui est voisine de la lumière à air, de manière que le courant d'air frappe angulairement le côté inté- rieur de la tête de la soupape et soit dévié dans la direction requise autour de la paroi du cylindre.

9. Une culasse selon la revendication 8, dans laquelle le plan du siège de la soupape d'admission d'air est incliné par rapport à un plan qui est perpendiculaire à l'axe du cylindre.

10. Une culasse selon l'une quelconque des revendica- tions précédentes, dans laquelle la partie de la chambre de combustion s'étendant vers l'un des côtés du côté du cylindre du moteur est fournie par une cavité formée dans la culasse, dont la voûte est soit perpendiculaire soit inclinée angulaire- ment par rapport à l'axe du cylindre, tandis que la paroi opposée de la cavité est formée par une face du bloc de cylindre et est réunie à la voûte par une paroi concave arrondie tournée vers le cylindre.

11. Une culasse selon la revendication 10, dans laquel- le la douille de la bougie est disposée dans la cavité vers l'un- des côtés du cylindre du moteur.

12. Une culasse selon l'une ou l'autre des revendica- tions 10 et 11, dans laquelle les parois latérales de la cavité sont parallèles ou presque parallèles l'une à l'autre.

13. Une culasse selon la revendication 2 ou l'une quelconque des revendications y rattachées, dans laquelle la tige de la soupape à mélange riche est inclinée par rapport au cylindre du moteur et à la soupape d'admission d'air ou par rapport à la tige de la soupape d'échappement, et les ex- trémités extérieures des tiges des soupapes à mélange riche et à air sont voisines l'une de l'autre de façon à pouvoir être actionnées par des culbuteurs montés sur le même arbre de culbuteurs.

14. Un cylindre selon la revendication 13, dans lequel <Desc/Clms Page number 10> la tige de la soupape d'échappement est inclinée légèrement par rapport à l'axe du cylindre de manière que le bord du siège de la soupape près du cylindre soit légèrement fraisé dans la face du bloc du cylindre.

15. Un moteur à combustion interne ayant une culasse selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans le- quel le piston présente une face concave et/ou la culasse au- dessus du cylindre est écartée de la couronne du piston de manière qu'au point mort haut, une partie de l'espace de com- bustion soit disposée au-dessus du cylindre, ainsi que dans la cavité de soupape disposée latéralement.

16. Un moteur à combustion interne ayant une culasse selon l'une quelconque des revendications 1 à 14 et selon la revendication 15, dans lequel le réglage des soupapes est tel que la soupape à mélange riche et la soupape d'échappement ne sont pas ouvertes en même temps.

17. Un moteur à combustion interne selon la revendi- cation 16, dans lequel la soupape à air ou à mélange pauvre est agencée pour s'ouvrir et se fermer au moment classique dans un moteur à combustion interne, et dans lequel la soupape à mélange riche est agencée pour s'ouvrir après la fermeture de la soupape d'échappement, et se ferme avant ou au même moment que la soupape à air.

18. Un moteur à combustion interne selon la revendi- cation 17, dans lequel la soupape à mélange riche est agencée pour s'ouvrir approximativement 12 après le point mort haut et se fermer 40 après le point mort bas, et dans lequel la soupape d'admission d'air ou de mélange pauvre est agencée pour s'ouvrir environ à 40 avant le point mort haut et se fermer à 50 -60 après le point mort bas, et la soupape d'échappement est agencée pour s'ouvrir approximativement à <Desc/Clms Page number 11> 50 avant le point mort bas et se fermer environ à 12 après le point mort haut.

19. Une culasse en substance comme décrite avec réfé- rence aux figures 1 et 2 ou aux figures 3 et 4 des dessins ci- annexés.